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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs, wobei ein Bypasskanal vorgesehen ist, der derart zuschaltbar ist, dass bei Bedarf zumindest ein Teil des Luftstroms an einem Verdampfer vorbeigeführt wird. Vorteilhaft ermöglicht dies bei Funktionsstörungen des Verdampfers, eine Funktionalität des Klimasystems aufrechtzuerhalten.
    公开号:DE102004028037A1
    申请号:DE102004028037
    申请日:2004-06-09
    公开日:2005-12-29
    发明作者:Walter Dr. Kulcke；Thomas Dr. Scherer
    申请人:Airbus Operations GmbH；
    IPC主号:B64D13-06
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Verdampferanordnung für ein Klimasystemeines Flugzeugs, ein Klimasystem für ein Flugzeug, ein Verdampferpadzur Verwendung in einem Direktverdampfer in einem Klimasystem einesFlugzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Verdampferanordnungfür einKlimasystem eines Flugzeugs.
    [0002] Besondersin bedruckten Kabinen von Verkehrs- und Transportflugzeugen kanndie Luftfeuchtigkeit währenddes Fluges absinken. Beispielsweise kann die Luftfeuchtigkeit aufbis zu 3 % relative Feuchte (% RH) bei Raumtemperatur absinken. Solcheine geringe Luftfeuchtigkeit kann von Personen als unkomfortabelangesehen werden.
    [0003] Umden thermischen Komfort zu verbessern, kann die Kabinenluft teilweiseoder komplett befeuchtet werden. Die US5,359,692 betreibt ein System, welches elektrische Energiezum Verdampfen von Wasser verwendet. Die US 4,272,014 und EP 0 031701 beschreiben Systeme, indenen Heißluftverwendet wird, um Wasser zu verdampfen. Anschließend wirdbei diesen Systemen der Wasserdampf mit der abgekühlten Luftvermischt und der Klimaanlage zugeführt. Der Nachteil dieser Systemekann eine Erhöhungder Wärmelastin der Kabine durch die Vermischung von Wasserdampf mit heißer Luftsein.
    [0004] Fernergibt es auf dem Prinzip der kalten Verdampfung basierende Luftbefeuchter,wie beispielsweise den in der US5,595,690 beschriebenen Membranbefeuchter. Die EP 0 779 207 B1 beschreibteinen Zerstäuberund einen Verdampfer mit einem porösen Tropfkörper.
    [0005] Insbesondereim Flugzeugbau ist eine hohe Zuverlässigkeit der einzelnen Komponentenerforderlich.
    [0006] Esist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdampferanordnungfür einKlimasystem eines Flugzeugs anzugeben, das eine hohe Zuverlässigkeitaufweist.
    [0007] Gemäß einemvorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung kann die obige Aufgabe mittels einerVerdampferanordnung fürein Klimasystem eines Flugzeugs gelöst werden, umfassend einenHauptluftkanal, einen Bypasskanal und einen Verdampfer. Der Verdampferist in dem Hauptkanal derart angeordnet, dass ein Luftstrom in dem Hauptkanal denVerdampfer durchströmt.Bei Bedarf kann der Bypasskanal derart zuschaltet werden, dass zumindestein Teil des Luftstroms an dem Verdampfer vorbeigeführt wird.
    [0008] Diesermöglichteinen sicheren Betrieb der Verdampferanordnung dahingehend, dass,wenn der Verdampfer beispielsweise durch Eiskristalle oder Verschmutzungblockiert wird, der Luftstrom nach wie vor aufrechterhalten werdenkann, da er an dem verstopften Verdampfer vorbeigeführt wird.Deshalb kann auch bei verstopftem Verdampfer das Klimasystem desFlugzeugs weiterbetrieben werden, wobei lediglich die Befeuchtungder Luft wegfällt.
    [0009] Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung ist zwischen dem Hauptluftkanal und dem Bypassluftkanalein Sicherheitsventil angeordnet, das beim Überschreiten eines vorbestimmtenDrucks in dem Hauptkanal vor dem Verdampfer den Bypassluftkanalzumindest teilweise freischaltet, so dass zumindest ein Teil derLuft aus dem Hauptluftkanal um den Verdampfer herumgeführt wird.
    [0010] Invorteilhafter Art und Weise kann dies einen automatischen Betriebgewährleisten,ohne dass eine Betätigungdes Sicherheitsventils durch eine Bedienperson erforderlich ist.
    [0011] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ist in dem Luftkanal vor dem Verdampferein Diffusor vorgesehen, der den Luftstrom derart formt, dass derLuftstrom Stromlinien mit im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeitaufweist.
    [0012] Invorteilhafter Art und Weise kann dies eine möglichst homogene Belastungdes Verdampfers ermöglichen,da die Stromlinien des auf den Verdampfer auftreffenden Luftstromsim Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit sind.
    [0013] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung kann zwischen dem Diffusor und dem Verdampferein Gitter beispielsweise mit Honigwabenstruktur vorgesehen werden,um die Strömungdes Luftstroms weiter gleichzurichten. Dies kann einen besondershomogenen Luftstrom erzeugen, der auf den Verdampfer auftrifft.
    [0014] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ist ein Temperatursensor vorgesehen.Gemäß einemAspekt dieses Ausführungsbeispielsist der Temperatursensor in einer Flussrichtung des Luftstroms vordem Verdampfer angeordnet. Der Temperatursensor kann vorteilhaftzu hohe Temperaturen in dem Luftstrom vor dem Verdampfer detektieren,beispielsweise um eine Schädigungdes Verdampfers, des Klimasystems oder der Flugzeuginsassen zu vermeiden.
    [0015] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung weist der Verdampfer eine Durchströmungsrichtungauf. Die Durchströmungsrichtungist eine Richtung, in der der Verdampfer von Luft mit dem geringstenWiderstand durchströmtwerden kann. Gemäß einemAspekt dieses Ausführungsbeispielsist der Verdampfer derart in dem Hauptluftkanal angeordnet, dassdie Durchströmungsrichtungdes Verdampfers nicht orthogonal zu der Flussrichtung des auf denVerdampfer auftreffenden Luftstromes ist. In anderen Worten istder Verdampfer quer zur Luftstromrichtung angeordnet. Ein Winkelzwischen der Durchströmungsrichtungdes Verdampfers und dem auf den Verdampfer auftreffenden Luftstromkann zwischen 0 und etwas weniger als 90° sein.
    [0016] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung kann auf dem Verdampfer ein Strömungsrichtermit einer Honigwabenstruktur vorgesehen sein, um Stromlinien desLuftstroms in den Verdampfer umzulenken. Dies ermöglicht vorteilhafteine homogene und gleichmäßige Ausnutzungdes Verdampfers, da der Luftstrom im Wesentlichen gleichmäßig über dieOberfläche desVerdampfers in den Verdampfer eingeführt wird. Totzonen, d. h. Zonen,in denen kein Luftstrom durch den Verdampfer hindurchgeführt wird,könnenvorteilhaft vermieden werden.
    [0017] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung weist die Verdampferanordnung ein Gehäuse auf.Das Gehäuseist vorteilhaft schalldämpfendausgestaltet.
    [0018] Besondersvorteilhaft kann dieses Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ermöglichen,dass die Verdampferanordnung auf Positionen von Schalldämpfern integriertwerden kann. Der Schalldämpfererfülltgleichzeitig eine isolierende Wirkung, so dass der Temperaturverlust über den Verdampfergering gehalten werden kann.
    [0019] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ist der Verdampfer ein Direktverdampferaus einem saugfähigen,porösen,anorganischen Material, wie z. B. in anorganische Kleber eingebundeneGlasfasern.
    [0020] Invorteilhafter Art und Weise ermöglichtdies einen soliden, leistungsfähigenVerdampfer, der zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
    [0021] Dievorliegende Erfindung betrifft ferner ein Klimasystem für ein Flugzeug,umfassend eine Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Das Klimasystem kann ferner Komponenten, wie beispielsweise eineSteuereinheit oder verschiedene Mischer, aufweisen.
    [0022] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird ein Verdampferpad zur Anordnungin einem Direktverdampfer in einem Klimasystem eines Flugzeugs angegeben.Das Verdampferpad umfasst ein saugfähiges Element mit einer Durchflussrichtung,welche, wie zuvor schon angesprochen, die Richtung des saugfähigen Elementsist, entlang der ein Luftstrom mit minimalem Widerstand das saugfähige Element durchfließen kann.Das saugfähigeElement ist zur Anordnung in dem Direktverdampfer derart ausgestaltet,dass die Durchflussrichtung nicht unbedingt orthogonal oder nicht unbedingtsenkrecht zu einer Flussrichtung einer auf das saugfähige Elementauftreffenden Luftströmungausgerichtet ist. Auch kann das saugförmige Element zur Anordnungderart ausgestaltet sein, dass Luft beispielsweise mit einem Bypasskanalan dem saugförmigenElement vorbeiführbarist.
    [0023] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung kann auf dem saugfähigen Element ein Strömungsrichtermit einer Honigwabenstruktur angeordnet sein, um ein sauberes, gleichmäßiges Einlenkender Luftströmungin das saugfähigeElement zu ermöglichen.
    [0024] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einerVerdampferanordnung fürein Klimasystem eines Flugzeugs angegeben, wobei gemäß des Verfahrensder Verdampfer in dem Hauptkanal derart betrieben wird, dass einLuftstrom in dem Hauptluftkanal den Verdampfer durchströmt. BeiBedarf, beispielsweise bei Verstopfung des Verdampfers durch Eisoder Dreck, kann der Bypasskanal derart zugeschaltet werden, dasszumindest ein Teil des Luftstroms an dem Verdampfer vorbeigeführt wird.
    [0025] Aufdiese An und Weise kann vorteilhaft ein Betrieb des Klimasystemsbzw. der Verdampferanordnung auch bei einem verstopften Verdampferermöglichtwerden.
    [0026] Gemäß einemweiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird eine Temperatur des Luftstromesin Luftstromrichtung vor dem Verdampfer gemessen. Diese Temperaturwird zur Temperatursteuerung in dem Klimasystem angewendet.
    [0027] Invorteilhafter Art und Weise kann dies eine Überhitzung verschiedener Komponentenin dem Klimasystem vermeiden helfen.
    [0028] Invorteilhafter Art und Weise ermöglichtdie vorliegende Erfindung eine Befeuchtung einer Kabinenluft einesFlugzeugs mittels eines Direktverdampfers und die Integration desDirektverdampfers in das Klimasystem. Vorteilhaft ermöglicht dievorliegende Erfindung, dass ein vorhandener Einbauraum optimal genutztwird, bzw. das Bauhöheund -breite der Verdampferanordnung minimiert werden können. Vor allemkann gemäß der vorliegendenErfindung bei Anwendung in einem Flugzeug ein evtl. Druckverlust, insbesonderebei einer eingeschränktenFunktionalitätdes Klimasystems, vermieden werden. Auch kann beispielsweise beieinem Versagen oder Teilversagen des Verdampfers sichergestelltwerden, dass die Funktionalitätdes Klimasystems nicht beeinträchtigt wird.Insbesondere kann die vorliegende Erfindung ermöglichen, hohe Temperaturenzu detektieren und frühzeitigGegenmaßnahmenzu unternehmen. Solch hohe Temperaturen können an Teilen oder Komponentendes Klimasystems auftreten.
    [0029] ImFolgenden werden mit Verweis auf die angefügten Figuren vorteilhafte Ausführungsbeispiele dervorliegenden Erfindung weiter beschrieben.
    [0030] 1 zeigteine schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Klimasystemsfür einFlugzeug gemäß der vorliegendenErfindung.
    [0031] 2 zeigteine schematisierte Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispieleiner Verdampferanordnung gemäß der vorliegendenErfindung, wie sie insbesondere in Klimasystemen für Flugzeugeangeordnet werden kann.
    [0032] Inder folgenden Beschreibung der 1 und 2 werdendie gleichen oder sich entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugsziffernbezeichnet.
    [0033] 1 zeigteine schematisierte Darstellung eines Klimasystems für ein Flugzeuggemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 1 wiegemäß der vorliegenden Erfindungein Direktverdampfer in das Klimasystem eines Verkehrs- oder Transportflugzeugsintegriert wird. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet eine zentrale oderdezentrale Mischereinheit 1, die zwei Luftströme miteinandervermischt, die aus rezirkulierter Luft und Außenluft bestehen können. Gemäß einerVariante dieses Ausführungsbeispielskann die Mischereinheit 1 auch ausgestaltet sein, zweirezirkulierende Luftströmemiteinander zu vermischen. Aus der Mischereinheit 1 tretenein oder mehrere Luftströme 2 aus,deren Temperatur mittels Zumischung von Warmluft 5 eingestelltwerden kann. Die Warmluft 5 kann beispielsweise aus derTriebwerkszapfluft stammen. Zur Dosierung der Warmluft 5 istein Ventil 4 vorgesehen. Das Ventil ist mit einer Steuereinrichtung(in 1 nicht dargestellt) verbunden, die Temperaturdatenaus der Kabine und von in Klimaräumen installiertenTemperatursensoren 6 und 10 auswertet und dieVentilstellung den Temperatur-Ist- und Sollwerten anpasst. Der Temperatursensor 6 ermöglicht vorteilhaftzu hohe Temperaturen im Klimarohr, d. h. in dem Luftkanal, der zurBefeuchtereinheit 3 führt,zu detektieren. Der Temperatursensor 6 ist, wie 1 zuentnehmen ist, in der Flussrichtung des Luftstromes vor der Befeuchtereinheit 3 angeordnet.
    [0034] Derweitere Temperatursensor 10, der in der Luftflussrichtungnach der Befeuchtereinheit 3 im weiterführenden Luftkanal angeordnetist, ist neben der Temperaturmessung auch zur Luftfeuchtigkeitsmessungausgestaltet. Vorteilhaft kann der Temperatursensor 10 aufdiese Art und Weise zur Temperaturregelung eingesetzt werden, wenndie Kabinentemperatur zu trägereagiert.
    [0035] DieBefeuchtereinheit 3, die beispielsweise als Direktverdampferausgebildet sein kann, kann das zu verdampfende Wasser aus dem bordeigenen Frischwassersystemoder einem separaten Wassersystem entnehmen. Um das Befeuchtungssystem diesbezüglich vondem Wassersystem zu trennen, ist ein automatisches Absperrventil 7 vorgesehen,welches einen Wasserfluss in einer Wasserleitung 8 zu derBefeuchtereinheit 3 steuert. Vorteilhaft ist die Wasserleitung 8 zwischendem Absperrventil 7 und der Befeuchtereinheit 3 selbstdrainierend ausgestaltet.Beispielsweise kann dies dadurch realisiert werden, dass ein Durchmesserder Wasserleitung 8 groß genug ausgestaltet ist, z.B. mindestens ein Zoll oder das Ventil 7 zum Entlüften derWasserleitung 8 ausgestaltet ist.
    [0036] Umdas gesamte Befeuchtungssystem oder Klimasystem, wie es in 1 zusehen ist, zu desinfizieren und ein Eintreten von Wasser in dasKlimasystem zu verhindern, ist die Befeuchtereinheit 3 an einFlugzeugdrainagesystem 9 angeschlossen. Um ein Zurückfließen desGrauwassers und eine permanente Luftleckage des Klimasystems zuverhindern, kann diesbezüglichein Schutzbauteil 14 in das Drainagesystem integriert werden.Dieses Schutzbauteil 14 verhindert das Zurückfließen desGrauwassers sowie eine permanente Luftleckage des Klimasystems.Obwohl in 1 das Schutzbauteil 14 indem Drainagesystem, umfassend die Bauteile 9 und 14, integriertist (das gesamte Drainagesystem ist der Übersicht halber nicht in 1 dargestellt),kann das Schutzbauteil 14 auch in der Befeuchtereinheit 3 angeordnetoder integriert sein.
    [0037] DieBezugsziffer 13 bezeichnet einen Controller, der, wie 1 zuentnehmen ist, mittels einer Leitung 11 mit dem Temperatursensor 10 verbunden ist.Ferner kann der Controller 13 mittels der Leitung 12 mitder Befeuchtereinheit 3 verbunden sein. Wie oben angegeben,kann der Temperatursensor 10 auch zur Luftfeuchtigkeitsmessungausgestaltet werden, so dass der Controller 13 zur Steuerungder Befeuchtereinheit 3 ausgebildet sein kann. Ferner kann derController 13 mit dem Temperatursensor 6 verbundensein, mit dem Ventil 4, mit dem Ventil 7 und demSchutzbauteil 14 und die Funktion der einzelnen Elementesteuern. Vorteilhaft steuert der Controller 13 den Betriebdes Klimasystems derart, dass die Befeuchtung mittels einer geschlossenenRegelschleife geregelt wird. Darüberhinaus kann der Controller 13 mit einem Datensystem desFlugzeugs verbunden sein (in 1 nichtdargestellt) und beispielsweise Daten zur Anzeige im Cockpit weiterleiten.
    [0038] 2 zeigteine schematisierte Schnittansicht durch eine Verdampferanordnunggemäß der vorliegendenErfindung, wie sie beispielsweise auch in einem Klimasystem, wiein 1 gezeigt ist, angewendet werden kann.
    [0039] Wie 2 zuentnehmen ist, werden die von einer zentralen oder dezentralen Mischereinheitzur Verfügunggestellten Luftströmein einem Luftkanal auf eine Verdampfereinheit oder Verdampferanordnungzugeführt.Der zuführendeLuftkanal weist einen Diffusor 16 auf, der beispielsweisemittels einer Einschnürungdes Luftkanals ausgestaltet sein kann. In dem Luftkanal nach demDiffusor 16 ist der Temperatursensor 6 vorgesehen.Der von dem Luftkanal zugeführteLuftstrom wird dann durch einen Luftrichter oder ein Gitter 21 hindurchgeführt. DerDiffusor 16 ist ausgestaltet, um Strömungslinien in dem Luftstrom zuerzeugen, die im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit aufweisen.Das Gitter 21, das beispielsweise eine Wabenstruktur aufweisenkann, ist angeordnet, um die Strömungsgeschwindigkeiten desLuftstroms weiter gleichzurichten bzw. weiter anzupassen. Auf dieseArt und Weise kann vorteilhaft erzielt werden, dass die Strömungslinienzwischen dem Gitter 21 und einem Strömungsrichter 17 imWesentlichen parallel zueinander sind. Die Bezugsziffer 15 bezeichneteinen Direktverdampfer, der in Strömungsrichtung hinter dem Strömungsrichter 17 angeordnetist. Gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung weist der Direktverdampfer einebevorzugte Durchlassrichtung auf, d. h. eine Richtung, in der einLuftstrom mit sehr geringem Widerstand durch den Direktverdampferhindurchfließenkann. Diese Richtung ist gemäß der vorliegendenErfindung nicht unbedingt orthogonal zu der Strömungsrichtung des Luftstroms,der durch den Diffusor 16 und das Gitter 21 gerichtetwird um lange Kontaktzeiten zwischen dem Volumenstrom und der Verdampferoberfläche. In 2 weisender Strömungsrichterund der Direktverdampfer 15 in etwa einen Winkel von 20° zu der Flussrichtungdes Luftstroms auf. Gemäß der vorliegendenErfindung kann dieser Winkel zwischen 0° und etwa 90° sein.
    [0040] Wiemittels der Pfeile in 2 angedeutet, wird die aus demDirektverdampfer 15 ausströmende Luft in einen weiterenLuftkanal geleitet und beispielsweise in die weiteren Elemente einesKlimasystems oder direkt in die Kabine ausgeleitet.
    [0041] DieBezugsziffer 18 bezeichnet ein Sicherheitsventil. Das Sicherheitsventil 18 istzwischen dem Luftkanal zum Zuführendes Luftstromes zu dem Luftbefeuchter 15 und einem Bypasskanalangeordnet. Dies ermöglichtbeispielsweise, dass bei einem Verstopfen des Gitters 21,des Strömungsrichters 17 oderdes Direktverdampfers 15 das Ventil 18 geöffnet werdenkann und die Luft um diese drei Elemente herumgeführt werdenkann.
    [0042] DerDirektverdampfer 15 kann aus einem saugfähigen Materialausgestaltet sein, das beispielsweise den hygienischen und sicherheitsrelevantenAnforderungen im Flugzeugbau entspricht. Beispielsweise kann solchesMaterial ein herkömmlichesanorganisches Material, wie z. B. in anorganische Kleber eingebundeneGlasfasern, sein. Der Direktverdampfer 15 kann aber auchaus polymeren oder metallischen Komponenten ausgestaltet sein. Überdieskönnenpolymere Werkstoffe, welche schwer brennbar, temperaturbeständig undbiologisch nicht abbaubar sind, verwendet werden. Eine poröse Verdampferstrukturdes Direktverdampfers 15 weist vorteilhaft Strömungskanäle von 0,5bis 2 cm Durchmesser auf, die nicht zwangsweise orthogonal zur Eintrittsfläche verlaufenmüssen.
    [0043] Gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung ist der Direktverdampfer 15 schräg zur Durchströmungsrichtungangeordnet. In anderen Worten ist das saugfähige Material des Direktverdampfers 15 querzur Durchströmungsrichtungangeordnet. Dies ermöglichteinen sehr platzsparenden Aufbau der Verdampfungsanordnung sowieeine einfache Integration in das Klimasystem. Überdies ermöglicht vorteilhaft der schräge Einbau,dass eine Querschnittsflächedes Direktverdampfers bzw. der Verdampfereinheit sehr groß ist, wodurchdie Strömungsgeschwindigkeitdes dadurch fließendenLuftstromes verringert wird und somit eine Gefahr des Mitreißens vonPartikeln oder Tropfen verringert wird.
    [0044] Wiezuvor schon angedeutet, kann am Eingang des Befeuchters ein Diffusor 16 angeordnet sein,der die Strömungsgeschwindigkeitdes Luftstromes verlangsamt und gleichrichtet, um die vorhandeneOberflächedes Direktverdampfers 15 optimal auszunützen. Vorteilhaft ermöglicht dieAnordnung des Diffusors 16 mit oder ohne dem Gitter 21 eine Vermeidungvon ungleichen Strömungsgeschwindigkeiten,die zu Kurzflussströmungenim vorderen Einlaufbereich und zu Staugebieten im hinteren Bereich desDirektverdampfers 15 führenkönnen.Insbesondere kann mittels Anordnung des Diffusors 16 und desGitters 21 vermieden werden, dass Totbereiche, beispielsweisein dem spitzen Winkel im Endbereich des Direktverdampfers 15,vermieden werden können(im Bereich der Bezugsziffer 17).
    [0045] Gemäß der vorliegendenErfindung ist ein Temperatursensor 6, beispielsweise einHeißlufttemperatursensor,hinter dem Diffusor 16 angeordnet. Vorteilhaft kann diesermöglichen,dass eine Übertemperaturdes zugeführtenLuftstromes sicher detektiert werden kann. Besonders bei einer Heißlufteinspeisungkurz vor dem Verdampfer (wie beispielsweise die Leitung 5,die kurz vor der Verdampferanordnung in den Luftkanal einmündet) istdie Anordnung des Temperatursensors zwischen dem Diffusor und demDirektverdampfer 15 vorteilhaft, da eine Vermischungsstreckezwischen der zugeführten Heißluft unddem Luftstrom sehr kurz ist.
    [0046] Umeine weiter verbesserte Durchströmung derporösenOberflächedes Direktverdampfers 15 zu erreichen, ist vor dem Direktverdampfer 15 eineHonigwabenstruktur 17 mit ca. 2 cm Wabendurchmesser und1 bis 2 cm Tiefe vorgesehen. Es ist darauf hinzuweisen, dass auchandere Geometrien als Honigwaben möglich sind. Die Wabenstrukturlenkt die Stromlinien des Luftstromes an der scharfen Kante schlagartigum und führtden Luftstrom durch die poröseVerdampferstruktur, d. h. durch den Direktverdampfer 15.
    [0047] Daszuvor schon angesprochene Sicherheitsventil 18 kann beispielsweisemittels einer kalibrierbaren federbelasteten Klappe ausgestaltetwerden. Diese soll im Falle einer Verstopfung der porösen Verdampferstruktur,d. h. einer Verstopfung des Gitters 21 oder besonders beider Verstopfung des Strömungsrichters 17 oderdes Direktverdampfers 15, die sicherheitsrelevante Funktionder Kabinenluftversorgung aufrechterhalten. Dafür kann beispielsweise die Klappe 18 ausgestaltetsein, bei Erreichen eines gewissen Drucks in dem Luftkanal den Bypasskanalfreizuschalten, so dass die Luft um die Elemente 15, 17 und 21 herumgeführt wird.Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass die Luft nicht durchden Direktverdampfer 15 hindurchströmen muss.
    [0048] EineVerstopfung kann beispielsweise durch mit der Außenluft eingebrachtes Fremdmaterial,wie z. B. Plastikplanen, erfolgen, aber auch durch aus der Mischereinheitaustretenden Schnee oder Eis. Vor allem am Boden an heißen undfeuchten Tagen kann es vorkommen, dass aus der Mischereinheit Schnee austritt,der in ungünstigenFällenden Verdampfer verstopfen könnte.
    [0049] Vorteilhaftkann das Gitter 21 mit der Wabenstruktur schon derart ausgestaltetsein, dass es neben der Gleichrichtung der Strömung auch einen zusätzlichenmechanischen Schutz des Direktverdampfers 15 herstellt.
    [0050] Gemäß der vorliegendenErfindung weist die Verdampferanordnung ein Gehäuse 19 auf, in dem eineWartungsklappe 20 vorgesehen ist. Sowohl das Gehäuse 19 alsauch die Wartungsklappe 20 können mit einem Schallschutzversehen. Auf diese Art und Weise wird ermöglicht, dass die Verdampferanordnungauf Positionen von Schalldämpfernintegriert werden kann. Die Schalldämmung kann gleichzeitig eineisolierende Wirkung aufweisen, so dass ein Temperaturverlust über derVerdampfungsanordnung gering gehalten werden kann. Es ist jedoch auchdarauf hinzuweisen, dass Ausführungendenkbar sind, bei der die Verdampferanordnung nur auf einer Seitemit einem Schalldämpferoder einer Wärmeisolierungversehen werden kann.
    [0051] DieWartungsklappe 20 kann vorteilhaft ein einfaches Austauschendes Direktverdampfers 15 und anderer Bauteile ermöglichen.
    [0052] Wegender sehr engen Einbausituation in der Umgebung von der Mischereinheitkönnenauch zwei oder mehrere Temperaturzonen in einer gemeinsamen Verdampfereinheitintegriert werden. Hierbei sind vorteilhaft die zu befeuchtendenVolumenströme voneinandergetrennt und z. B. übereinanderoder untereinander oder nebeneinander angeordnet. Diese Kombinationvon Temperaturzonen in einer Einheit birgt den Vorteil, dass dieAnzahl der mechanischen und hydraulischen Schnittstellen verringert wird.
    [0053] Gemäß der vorliegendenErfindung kann damit ein Klimasystem bzw. eine Verdampferanordnung angegebenwerden, die in der Lage sind, Luftfeuchtigkeiten von 20 bis 60 %RH bei Raumtemperatur zu erzeugen, ohne weitere Wärmelastin die Kabine zuzuführen.Durch die Erhöhungder Luftfeuchtigkeit kann die thermische Behaglichkeit der Kabinenluft während desFluges verbessert werden.
    [0054] Vorteilhaftkann die Verdampferanordnung gemäß der vorliegendenErfindung in ein Klimasystem zur Bildung eines erfindungsgemäßen Klimasystemsintegriert werden. Vorteilhaft ermöglicht dies eine Reduzierungdes Einbauraums, wodurch auch Höheund Breite minimiert werden können.Durch das Vorsehen des Bypasskanals kann darüber hinaus eine sehr sichereAnordnung angegeben werden, da auch bei einer Funktionsstörung desDirektverdampfers eine Funktionalität des gesamten Klimasystemsnicht beeinträchtigtwird.
    [0055] Obwohldie vorliegende Erfindung anhand einer Befeuchteranordnung in einemKlimasystem für einFlugzeug beschrieben worden ist, ist darauf hinzuweisen, dass dievorliegende Erfindung auch im Fahrzeugbau allgemein Anwendung findenkann.
    [0056] Ergänzend istdarauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elementeoder Schritte ausschließtund „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Fernersei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweisauf eines der obigen Ausführungsbeispielebeschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalenoder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werdenkönnen.Bezugszeichen in den Ansprüchensind nicht als Einschränkungen anzusehen.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs,umfassend: einen Hauptluftkanal; einen Bypassluftkanal;und einen Verdampfer (15); wobei der Verdampfer(15) in dem Hauptluftkanal derart angeordnet ist, dassein Luftstrom in dem Hauptluftkanal den Verdampfer (15)durchströmt; wobeider Bypasskanal derart zuschaltbar ist, dass bei Bedarf zumindestein Teil des Luftstroms an dem Verdampfer (15) vorbeigeführt wird.
    [2] Verdampferanordnung nach Anspruch 1, wobei zwischendem Hauptluftkanal und dem Bypassluftkanal ein Sicherheitsventil(18) derart angeordnet ist, dass bei Überschreiten eines Drucks indem Hauptkanal vor dem Verdampfer (15) zumindest ein Teildes Luftstroms in den Bypasskanal geleitet wird.
    [3] Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis2, wobei in dem Luftkanal vor dem Verdampfer (15) ein Diffusor(16) vorgesehen ist; wobei der Diffusor (16) denLuftstrom derart formt, dass der Luftstrom Stromlinien mit im wesentlichengleicher Geschwindigkeit aufweist.
    [4] Verdampferanordnung nach Anspruch 3, wobei zwischendem Diffusor (16) und dem Verdampfer (15) einGitter (21) vorgesehen ist, um die Strömung des Luftstroms weitergleichzurichten.
    [5] Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis4, wobei ein Temperatursensor (6) vorgesehen ist; wobeider Temperatursensor (6) in einer Flussrichtung des Luftstromesvor dem Verdampfer (15) angeordnet ist.
    [6] Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis5, wobei der Verdampfer (15) eine Durchströmungsrichtungaufweist; und wobei die Durchströmungsrichtung nicht orthogonal zuder Flussrichtung des auf den Verdampfer auftreffenden Luftstromesist.
    [7] Verdampferanordnung nach Anspruch 6, wobei in derFlussrichtung des Luftstromes auf dem Verdampfer (15) einStrömungsrichter(17) mit Honigwabenstruktur angeordnet ist um Stromliniendes Luftstromes umzulenken und in den Verdampfer (15) einzuleiten.
    [8] Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis7, ferner unfassend: ein Gehäuse (19, 20); wobeidas Gehäuse(19, 20) schalldämpfend ausgestaltet ist.
    [9] Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis8, wobei der Verdampfer (15) ein Direktverdampfer aus einemsaugfähigen,porösenanorganischen Material ist.
    [10] Klimasystem fürein Flugzeug, unfassend: eine Verdampferanordnung nach einemder Ansprüche1 bis 9.
    [11] Verdampferpad zur Verwendung in einem Direktverdampferin einem Klimasystem eines Flugzeugs, unfassend: ein saugfähiges Element(15) mit einer Durchflussrichtung; wobei das saugfähige Element(15) zur Anordnung in dem Direktverdampfer derart ausgestaltetist, dass ein Luftstrom in einem Hauptluftkanal das saugfähige Element(15) durchströmt;und wobei das saugfähigeElement (15) zur Anordnung in dem Direktverdampfer derartausgestaltet ist, dass ein Bypasskanal des Direktverdampfers derartzuschaltbar ist, dass bei Bedarf zumindest ein Teil des Luftstromsan dem saugförmigenElement (15) vorbeigeführtwird.
    [12] Verdampferpad nach Anspruch 11, wobei vor demsaugfähigenElement (15) ein Strömungsrichter(17) mit einer Honigwabenstruktur angeordnet ist; und wobeidas saugfähigeElement (15) zur Anordnung in dem Direktverdampfer derartausgestaltet ist, dass die Durchflussrichtung nicht orthogonal zueiner Flussrichtung einer auf das saugfähige Element (15) auftreffendenLuftströmungausgerichtet ist.
    [13] Verfahren zum Betreiben einer Verdampferanordnungeines Klimasystems eines Flugzeugs, wobei die Verdampferanordnungumfasst: einen Hauptluftkanal; einen Bypassluftkanal;und einen Verdampfer (15); wobei das Verfahrenfolgende Schritte umfasst: Betreiben des Verdampfers in demHauptluftkanal derart dass ein Luftstrom in dem Hauptluftkanal den Verdampfer(15) durchströmt;und Zuschalten des Bypasskanal, so dass zumindest einen Teildes Luftstroms an dem Verdampfer (15) vorbeigeführt wird.
    [14] Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend folgendenSchritt: Messen einer Temperatur des Luftstromes in Luftstromrichtungvor dem Verdampfer (15); wobei die Temperatur zurTemperatursteuerung in dem Klimasystem angewendet wird.
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    CZ20003603A3|2001-05-16|Air-conditioning equipment of motor vehicles
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004028037B4|2009-04-02|
    US20050284175A1|2005-12-29|
    US7386990B2|2008-06-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-29| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2009-09-24| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-01-13| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: AIRBUS OPERATIONS GMBH, 21129 HAMBURG, DE |
    2016-04-21| R082| Change of representative|Representative=s name: LKGLOBAL ] LORENZ & KOPF PARTG MBB PATENTANWAE, DE Representative=s name: KOPF WESTENBERGER WACHENHAUSEN PATENTANWAELTE , DE |
    2018-01-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004028037A|DE102004028037B4|2004-06-09|2004-06-09|Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs|DE102004028037A| DE102004028037B4|2004-06-09|2004-06-09|Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs|
    US11/146,697| US7386990B2|2004-06-09|2005-06-07|Evaporator arrangement for an air conditioning system of an aircraft|
    EP05012370A| EP1604899B1|2004-06-09|2005-06-08|Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs und ihr Verfahren zum Betreiben|
    DE200550007261| DE502005007261D1|2004-06-09|2005-06-08|Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs und ihr Verfahren zum Betreiben|
    CA 2509452| CA2509452C|2004-06-09|2005-06-08|Evaporator arrangement for an air conditioning system of an aircraft|
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