DE602004012689T2

DE602004012689T2 - Kühlereinheit

Info

Publication number: DE602004012689T2
Application number: DE602004012689T
Authority: DE
Inventors: Masaji Ozaki
Original assignee: Jamco Corp
Current assignee: Jamco Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2024-10-27
Also published as: DE602004012689D1; US7251952B2; JP2005134001A; EP1527996A3; EP1527996B1; US20050092016A1; EP1527996A2

Description

Die vorliegende Erfindung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-368298 , eingereicht am 29.10.2003, und beansprucht deren Priorität.
ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftkühlereinheit (Luftkühlungsvorrichtung), die innerhalb des Korpus eines Flugzeugs eingebaut ist, zur Zuführung gekühlter Luft zu Nahrungsmitteln oder dergleichen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Eine Luftkühlereinheit der oben genannten Art wird beispielsweise durch US-A-5,377,503 offenbart, welche den nächstliegenden Stand der Technik repräsentiert und alle Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Eine kompakte Heizpumpeneinheit ist vor Ort von einer Anordnung mit horizontalem Auslaß in eine Anordnung mit einem oberen Auslaß rekonfigurierbar. Ein Zuleitungs-Wandelement deckt die Oberseite und den oberen Teil der Rückwand ab und enthält eine Zuleitungsöffnung in einer Belüftungswand, wobei eine leere Wand damit in einem Winkel von 90° verbunden ist. Das Zuleitungs-Wandelement kann entfernt und in der oberen Auslaßposition unter Verwendung von Standard-Befestigungsmitteln installiert werden.
Passagierflugzeuge, die große Distanzen zurücklegen, wie etwa internationale Flüge, sind mit Servierwagen zur Aufbewahrung von Mahlzeiten usw. ausgestattet, die den Passagieren zu servieren sind, sowie mit Bordküchen (Küchenbereichen) zur Aufbewahrung der Servierwagen, zur Vorbereitung von Getränken und zur Erledigung einer leichten Essenszubereitung.
Die Mahlzeiten werden zuvor in Serviceeinrichtungen am Boden vorgekocht, auf Tabletts angeordnet, die in den Servierwagen unterzubringen sind, und an Bord gebracht.
Von den auf den Tabletts angeordneten Mahlzeiten werden warme Gerichte durch eine Heizeinrichtung oder dergleichen erhitzt, und die kalten Gerichte wie etwa Salate werden durch Zuführen kalter Luft in die Servierwagen auf einer niedrigen Temperatur gehalten.
Eine Luftkühlereinheit ist in einem Raum in der Decke oder unter dem Fußboden der Bordküche des Flugzeugs angeordnet. Die Luftkühlereinheit ist mit einer Kältemittelkreislauf-Einheit zur Kühlung von Luft durch einen Verdampfer ausgestattet, der innerhalb einer Luftkühlkammer angeordnet ist und die gekühlte Luft über eine Zuleitung zur Bordküche oder dergleichen zuführt.
Da die Luftkühlereinheit in dem Flugzeug angeordnet ist, muß sie klein sein und ein leichtes Gewicht aufweisen. Da die Luftkühlereinheit ferner in der Nähe der Passagiersitze angeordnet ist, muß der von der Luftkühlereinheit erzeugte Lärm reduziert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Luftkühlereinheit zu schaffen, die den oben genannten Erfordernissen genügt.
Eine Luftkühlereinheit, die in einem Flugzeug zur Zuleitung gekühlter Luft zu einem Lagerbereich zur Lagerung von Nahrungsmitteln oder dergleichen gemäß der vorliegenden Erfindung montierbar ist, umfaßt die Merkmale des Anspruchs 1.
Ferner ist eine Rotationsachse eines Gebläserads, das innerhalb des Lufteinlasses angeordnet ist, gegenüber dem Gehäusekörper geneigt.
Darüber hinaus ist eine samtige Schicht (eine Geräuschdämpfungsschicht) auf einer Oberfläche eines Gebläseflügels des Gebläserads zur Geräuschdämpfung vorgesehen.
Wie zuvor beschrieben, reduziert die vorliegende Luftkühlereinheit das Geräusch wie etwa das Windgeräusch durch Verbesserung der Gehäusekonstruktion der Gebläseeinrichtung zum Blasen der Luft, die durch die Kältemittelkreislauf-Einheit gekühlt wurde, in Richtung der Bordküche oder dergleichen. Es wurde im Versuch festgestellt, dass die vorliegende Erfindung zu einer maximalen Geräuschdämpfung von 20 dB im Vergleich zum Stand der Technik führt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung einer Kältemittelkreislauf-Einheit der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Gehäuses der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Gehäuses der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine schematische Darstellung einer Gebläseeinrichtung der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Vorderansicht des Gehäuses der Gebläseeinrichtung;
7 ist eine Draufsicht von 6;
8 ist eine Ansicht von 6 von unten;
9 ist eine rechte Seitenansicht von 6;
10 ist eine linke Seitenansicht von 6;
11 ist ein Querschnitt entlang B-B in 8;
12 ist ein Diagramm des Aufbaus des Führungselements; und
13 ist ein Diagramm des Aufbaus eines Gebläserads.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 und 2 sind schematische Darstellungen, die das Äußere der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung und den allgemeinen Aufbau der Kältemittelkreislauf-Einheit zeigen.
Eine Luftkühlereinheit, die insgesamt durch die Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, umfaßt ein Gehäuse 10, einen Kompressor 20 für ein Kältemittel, der innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist, einen Kondensator 30, einen Verdampfer 40 und eine Gebläseeinrichtung 60 zum Blasen von Luft.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die Kältemittelkreislauf-Einheit der Luftkühlereinheit mit einem Kompressor 20 ausgestattet, der durch einen Motor angetrieben wird, zur Komprimierung des Kältemittels und zum Leiten desselben in Richtung des Kondensators 30. Der Kondensator 30 ist mit einem Wärmetauscher 300 zum Austausch des gasförmigen Kältemittels gegen ein flüssiges Kältemittel ausgestattet. Das flüssige Kältemittel wird in einem Behälter-Trockner 310 gespeichert, der benachbart zum Wärmetauscher angeordnet ist. Das flüssige Kältemittel des Behälter-Trockners 310 wird über eine Leitung an einen Verdampfer 40 geschickt, der innerhalb der Luftkühlkammer angeordnet ist, die durch die Wand des Gehäuses 10 begrenzt wird. Das flüssige Kältemittel strömt durch ein Entspannungsventil 410, das an dem Verdampfer 40 angebracht ist und wird zu einem Wärmetauscher 400 des Verdampfers geleitet. Das Kältemittel wird dann in dem Wärmetauscher 400 verdampft und kühlt die Luft, die durch den Wärmetauscher 400 strömt.
Das Entspannungsventil 410 verändert die Öffnung des Ventils entsprechend dem Druck und der Temperatur des Kältemittels, das in Richtung des Kompressors 20 von dem Verdampfer 40 zurückkehrt, so dass der Durchsatz des Kältemittels gesteuert wird, das dem Verdampfer zugeleitet wird.
Die Gebläseeinrichtung 60 umfaßt zwei Gebläseräder, die an beiden Enden der Welle eines Motors angebracht sind und bläst Luft in Richtung des Kondensators 30 und bläst ferner die gekühlte Luft, die in der Luftkühlkammer erzeugt wird, zu den Servierwagen, die in der Passagierkabine angeordnet sind.
3 und 4 sind schematische Ansichten des Aufbaus eines Gehäuses der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Gehäuse 10 umfaßt eine Basisplatte 100, und auf der Basisplatte 100 sind Einrichtungen wie etwa der Kompressor 20 montiert.
Die Basisplatte 100 wird gebildet aus einer Bienenwabenplatte, die hergestellt wird durch Einschließen eines Kernelements mit einer Bienenwabenstruktur zwischen zwei parallelen Plattenelementen.
Das Bienenwabenelement ist leicht und weist eine hohe Biegesteifigkeit auf, so dass die Basisplatte 100 Einrichtungen wie etwa den Kompressor 20 selbst tragen kann.
Da die Bienenwabenplatte so ausgebildet ist, dass Luft in ihrem Bienenwaben-Kern eingeschlossen ist, weist sie eine hohe Wärmeisolationseigenschaft auf. Sie ist daher zum Aufbau der Luftkühlkammer oder dergleichen geeignet.
Ein Trennwandglied 110 aus einer Bienenwabenplatte ist auf der Basisplatte 100 angeordnet. Dieses Trennwandglied 110 dient zum Teilen der Luftkühlereinheit in eine Seite, die den Kondensator umfaßt, und eine Seite, die den Verdampfer umfaßt, und auf diesem Trennwandglied 110 ist die Gebläseeinrichtung 60 montiert.
Das Trennwandglied bildet einen Bereich der Luftkühlkammer 130. Ein Deckelelement 120 ist auf der Öffnung des Trennwandglieds 110 montiert.
Das Deckelelement 120, das mit einer Führungseinrichtung 5 verbunden ist, ist mit einer ersten Öffnung 122 und einer zweiten Öffnung 124 ausgestattet. Die erste Öffnung 122 ist mit einem Kanal zum Leiten der von der Bordküche zurückkehrenden kühlen Luft zur Luftkühlkammer 130 verbunden, und die zweite Öffnung 124 ist mit einem Kanal zum Leiten der in der Luftkühlkammer 130 frisch gekühlten Luft zur Bordküche verbunden.
Ein Abdeckelement 140 ist über der Basisplatte 100 montiert, durch welches der Kompressor 20 und die Gebläseeinrichtung 60 abgedeckt werden. Das Abdeckelement 140 weist rechteckige Öffnungen 144 und 146 auf seiner oberen Oberfläche und seiner seitlichen Oberfläche auf. Diese Öffnungen 144 und 146 dienen zur Anbringung der kondensatorseitigen Luftführung, und lediglich eine der zwei Öffnungen wird verwendet.
Ein Gitterelement 148 wird am Ende des Abdeckelements 140 angebracht, durch welches die Vorderseite des Kondensators 30 abgedeckt wird.
Wie in 4 dargestellt ist, ist ein rundes Loch 142 für die Gebläseeinrichtung an dem Trennwandglied 110 vorgesehen. Ferner ist eine Tropfwanne 150 zur Aufnahme von Tautropfen, die an dem Verdampfer kondensieren, am Boden der Luftkühlkammer angebracht. Die Tropfwanne 150 ist mit einem Ablaufventil 160 ausgestattet.
Die Gebläseeinrichtung 60 umfaßt ein Gehäuse 630, das einen Kanal zum Herausleiten bildet, und einen Motor 600, der innerhalb des Gehäuses 630 angeordnet ist. Der Motor 600 umfaßt eine Antriebswelle 602, deren beide Enden aus diesem herausragen, und an beiden Enden der Antriebswelle sind ein erstes Gebläserad 610 und ein zweites Gebläserad 620 befestigt.
Das erste Gebläserad 610 dient zum Leiten der Luft zur Kühlung der Seite, die den Kondensator 30 umfaßt. Das zweite Gebläserad 620 dient zum Blasen der Luft, die in der Luftkühlkammer gekühlt wurde, in Richtung der Bordküche. Das runde Loch 142 für die Gebläseeinrichtung, das in dem Trennwandglied 110 ausgebildet ist, ist durch eine Abdeckung 640 abgedeckt.
Ein Öffnungsbereich 642 der Abdeckung 640 ist mit der zweiten Öffnung 124 des Deckelelements 120 zum Leiten der frischgekühlten Luft in Richtung der Bordküche.
6 ist eine Vorderansicht eines Gehäuses 630 der Gebläseeinrichtung, 7 ist eine Draufsicht von 6, 8 ist eine Ansicht von 6 von unten, 9 ist eine rechte Seitenansicht von 6, 10 ist eine linke Seitenansicht von 6, und 11 ist Schnitt B-B von 8.
Das Gehäuse 630 umfaßt einen Lufteinlaß 632 für kühle Luft, und zwei Luftauslässe 650 und 652. Die Auslässe 650 und 652 sind rechteckig und weisen identische Größen auf.
Die zwei Auslässe 650 und 652 sind in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, und entsprechend der Installationsanordnung der Luftkühlereinheit wird lediglich einer der Auslässe verwendet, während der andere Auslaß abgedichtet wird.
Eine Durchlaßöffnung 631 ist koaxial mit dem Einlaß 632 für die Auslaßwelle des Motors ausgebildet.
Wie in den 9 und 10 dargestellt ist, ist die Rotationsachse C₁ bezüglich der Mittelachse des Auslasses zum Blasen von Luft geneigt. Diese Neigung bewirkt, dass die kühle Luft, die in das Gehäuse 630 durch den Einlaß eingesaugt wird, entlang der Innenseite des Gehäuses 630 in Richtung des Auslasses strömt, wodurch das erzeugte Geräusch wirksam gedämpft wird.
Da die Umgebungswand 634 des Einlasses 632 hornförmig gekrümmt ist, wird darüber hinaus, wie in 11 gezeigt ist, der eingelassene Luftstrom gleichmäßig, und das Sauggeräusch wird gedämpft.
12 zeigt den Aufbau eines Führungselements, das in den Einlaß des Gehäuses eingesetzt ist, wobei (a) die Vorderansicht ist, (b) die linke Seitenansicht ist, und (c) die Draufsicht auf (b) ist.
Das Führungselement 700 wird geformt durch Gießformen von Kunststoff oder dergleichen und umfaßt einen gekrümmten Körperbereich, eine Öffnung 710 mit einem Flanschbereich 712 und eine entgegengesetzte Öffnung 720, welche verbunden sind durch parallele Seitenwände 706 und 708, eine lange, gekrümmte Wand 702 und eine kurze gekrümmte Wand 704.
Das Führungselement 700 kann entweder in den ersten Auslaß 650 oder in den zweiten Auslaß 652 des Gehäuses 630 eingesetzt werden. Mit anderen Worten, wie in den 7 und 8 gezeigt ist, der erste Auslaß 650 ist mit dem gekrümmten Bereich 651 verbunden, und der zweite Auslaß 652 ist mit dem gekrümmten Bereich 653 verbunden.
Daher kann der Kanal für gekühlte Luft gebildet werden durch Einsetzen des Führungselements 700 in den Gehäuseauslaß, wobei die kurze, gekrümmte Wand 704 entlang der Innenseite der gekrümmten Bereiche 651 und 653 des Gehäuses angeordnet ist.
Gekühlte Luft kann gleichmäßig von dem Einlaß zum Auslaß durch diesen Kanal strömen, und die Erzeugung von Lärm kann verringert werden.
13 ist eine erläuternde Darstellung des Aufbaus eines Gebläserads, dass an der Gebläseeinrichtung angebracht ist. Das Gebläserad ist ein zentrifugales Gebläserad mit einer sogenannten "Sirocco"-Gebläseradstruktur, bei welcher ein Gebläseflügel 616 zwischen einer runden Platte 611 und einem Ring 612 angeordnet ist, und ist auf eine Ausgangswelle eines Motors durch eine Nabe 614 befestigt.
Wenn das Gebläserad 610 rotiert, erzeugt der Gebläseflügel 616 eine Zentrifugalkraft auf die gekühlte Luft und erzeugt einen Luftstrom, der durch die Mitte des Gebläserads in Richtung von dessen Außenseite strömt. Da die Rotationsachse des Gebläserads geneigt ist, ist der Gebläseflügel 616 dazu vorgesehen, aufeinanderfolgend das Gehäuse 652a bezüglich der gekühlten Luft zu berühren und hierdurch wird der Stoß reduziert.
Entsprechend dieser Betriebsweise wird das Windgeräusch des Gebläserads begrenzt.
Darüber hinaus kann durch Anbringung einer Geräuschdämpfungsschicht 616a auf der Oberfläche des Flügels 616 das Windgeräusch noch weiter reduziert werden.

Claims

Luftkühlereinheit zur Montage in einem Flugzeug, zur Zuführung gekühlter Luft zu einem Lagerbereich zur Lagerung von Nahrungsmitteln und dergleichen, umfassend: eine Kältemittelkreislauf-Einheit; ein Gehäuse (10) zur Aufnahme der Kältemittelkreislauf-Einheit; und eine Gebläseeinrichtung (60) zur Förderung der gekühlten Luft, wobei ein Gehäuse (630) der Gebläseeinrichtung (60) einen Lufteinlaß (632), erste und zweite Auslässe (650, 652) und ein Führungselement (700) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (700) eine gekrümmte Form aufweist und wahlweise mit dem ersten oder zweiten Auslaß (650, 652) durch einen Flansch (712) zur Auswahl des Wegs der gekühlten Luft verbindbar ist.
Luftkühlereinheit gemäß Anspruch 1, bei welcher eine Rotationsachse (C₁) eines Gebläserads (610), das innerhalb des Lufteinlasses angeordnet ist, eine Neigung gegen die Verbindungsebenen der Auslässe (650, 652) aufweist.
Luftkühlereinheit gemäß Anspruch 2, bei welcher eine Geräuschdämpfungsschicht (616a) auf einer Oberfläche eines Gebläseflügels (616) des Gebläserads (610) vorgesehen ist.