DE602004012694T2

DE602004012694T2 - Kühlereinheit

Info

Publication number: DE602004012694T2
Application number: DE602004012694T
Authority: DE
Inventors: Masaji Mitaka Ozaki; Tsuyoshi Mitaka Oguri
Original assignee: Jamco Corp
Current assignee: Jamco Corp
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2024-10-30
Also published as: JP4200084B2; JP2005161928A; DE602004012694D1; US7137273B2; EP1538077B1; EP1538077A3; US20050115269A1; EP1538077A2

Description

Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-401778 , eingereicht am 01.12.2003, und beansprucht deren Priorität.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftkühlereinheit (Luftkühlvorrichtung), die in einem Korpus eines Flugzeugs untergebracht ist, zur Zuleitung gekühlter Luft zu Nahrungsmitteln oder dergleichen.
Beschreibung des Standes der Technik
JP 06197490 A , ebenfalls erhältlich als patent abstracts of Japan vol. 018, Nr. 551 (E-1619) vom 20.10.1994, welche alle Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart, offenbart einen Rotor für einen elektrischen Motor für einen Kompressor, welcher Rotor derart geformt ist, dass ein Rotor-Kern und eine Scheibe zur Ölabscheidung, die an einer Seite an einem Ende des Rotors angeordnet sind, einteilig mit der Rotationswelle ausgebildet sind, wobei ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen einem Ende des Rotor-Kerns und der Scheibe vorgesehen ist.
Passagierflugzeuge, die große Entfernungen zurücklegen, wie etwa internationale Flüge, sind mit Servierwagen zur Aufbewahrung von Mahlzeiten usw. ausgestattet, die den Passagieren serviert werden sollen, und Küchenzeilen (Küchenbereiche) dienen zur Aufnahme der Servierwagen zur Vorbereitung von Getränken und zur Ausführung leichter Küchenarbeiten.
Die Mahlzeiten sind in Serviceeinrichtungen auf dem Boden vorgekocht und auf Tabletts angeordnet, die in den Servierwagen aufbewahrt werden, und werden anschließend an Bord gebracht.
Von den Mahlzeiten, die auf den Tabletts angeordnet sind, werden warme Gerichte durch eine Heizeinheit oder dergleichen erhitzt, und kalte Gerichte wie etwa Salate werden durch gekühlte Luft auf einer niedrigen Temperatur gehalten, die in die Servierwagen eingeleitet wird.
Patentdokument 1, USP Nr. 5491979 , offenbart ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Kühlen von Servierwagen.
Die Luftkühlereinheit ist in einem Raum an der Decke oder unter dem Fußboden der Küchenzeile des Flugzeugs angeordnet. Die Luftkühlereinheit ist mit einer Kältemittelkreislauf-Einheit ausgestattet, die Luft durch einen Verdampfer kühlt, der innerhalb einer Luftkühlkammer angeordnet ist, und die gekühlte Luft über eine Leitung zu der Küchenzeile oder dergleichen leitet.
Da die Luftkühlereinheit in ein Flugzeug eingebaut ist, muß die Einheit leicht und klein sein, und da sie in der Nähe der Passagiersitze angeordnet ist, muß das Geräusch reduziert werden, das von der Einheit erzeugt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Luftkühlereinheit zu schaffen, die den vorstehend genannten Erfordernissen genügt.
Die erfindungsgemäße Luftkühlereinheit ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Ferner ist die Ölabscheideeinheit mit einem Befestigungselement ausgestattet, das einen kegelstumpfförmigen Bereich aufweist, der auf einen oberen Bereich der Antriebswelle des Motors aufgepaßt ist.
Wie zuvor beschrieben, verbessert die vorliegende Luftkühlereinheit die Funktionen der Abtrennung von Schmieröl, das innerhalb eines Kompressors für ein Kältemittel angeordnet ist, der die Kältemittelkreislauf-Einheit der Luftkühlereinheit bildet. Mit der Verbesserung der Leistung der Ölabscheideeinheit kann die Größe des Gehäuses des Kompressors in axialer Richtung redu ziert werden, was zu einer Reduktion der Größe und des Gewichts der Luftkühlereinheit führt, die in das Flugzeug eingebaut ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine erläuternde Darstellung des allgemeinen Aufbaus der Küchenzeile;
2 ist eine erläuternde Darstellung der erfindungsgemäßen Luftkühlereinheit;
3 ist eine erläuternde Darstellung einer Kältemittelkreislauf-Einheit der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine erläuternde Darstellung des Aufbaus eines Gehäuses der erfindungsgemäßen Luftkühlereinheit;
5 ist eine erläuternde Darstellung des Aufbaus eines Gehäuses der erfindungsgemäßen Luftkühlereinheit;
6 ist eine erläuternde Darstellung einer Gebläseeinrichtung der erfindungsgemäßen Luftkühlereinheit;
7 ist eine erläuternde Darstellung einer Gebläseeinheit der erfindungsgemäßen Luftkühlereinheit; und
8 ist eine erläuternde Darstellung einer Ölabscheideeinheit.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine erläuternde Darstellung des allgemeinen Aufbaus einer Küchenzeile, die mit einer erfindungsgemäßen Luftkühlereinheit ausgestattet ist.
Die Küchenzeile, die insgesamt durch die Bezugsziffer 2 bezeichnet ist, wird aus Plattenelementen gebildet und ist mit einer Vielzahl von Regalen und Speicherräumen zur Aufbewahrung von Küchenutensilien und dergleichen ausgestattet.
Speicherräume 3, die am Boden der Küchenzeile 2 angeordnet sind, dienen zur Aufnahme von Servierwagen (nicht dargestellt) zur Bevorratung von Tabletts für Mahlzeiten.
Oberhalb einer Decke 4 der Küchenzeile 2 ist eine Luftkühlereinheit 1 angebracht. Die Luftkühlereinheit 1 liegt nicht zur Kabine hin frei, sondern ist innerhalb der Decke des Flugzeugs angeordnet.
Der Pfeil F in 1 weist in die Vorwärtsrichtung des Flugzeugkorpus, und ein Kanal für gekühlte Luft zur Kühlung der Servierwagen wird an der Rückseite der Küchenzeile 2 gebildet, die in der Vorwärtsrichtung des Flugzeugkorpus ausgerichtet ist.
Die kühle Luft, die innerhalb der Küchenzeile zirkuliert, wird zu der Luftkühlereinheit 1 zurückgeführt, wo sie auf eine vorbestimmte Temperatur gekühlt wird und anschließend wieder in die Küchenzeile geleitet wird.
Eine Führungseinrichtung 5, die mit der Luftkühlereinheit 1 verbunden ist, ist mit einem Kanal ausgestattet, der vom Innenraum der Küchenzeile zurückführt, und einem Kanal zum Leiten frisch gekühlter Luft in die Küchenzeile.
2 und 3 sind erläuternde Darstellungen des äußeren der Luftkühlereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung und des allgemeinen Aufbaus der Kühlmittelkreislauf-Einheit.
Eine Luftkühlereinheit, die insgesamt durch die Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, ist mit einem Gehäuse 10, einem Kompressor 20 für ein Kältemittel innerhalb des Gehäuses 10, einem Kondensator 30, einem Verdampfer 40 und einer Gebläseeinrichtung 60 zum Blasen von Luft ausgestattet.
Wie in 3 gezeigt ist, ist die Kühlmittelkreislauf-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 Kältemittel in der flüssigen Phase ausgestattet. Das Kältemittel in der flüssigen Phase wird in einem Speicher-Trockner 310 gespeichert, der benachbart zum Wärmetauscher angeordnet ist. Das flüssige Kältemittel in dem Speicher-Trockner 310 wird über eine Leitung zu einem Verdampfer 40 geleitet, 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 den Verdampfer 40 angebracht ist, und wird zu einem Wärmetauscher 400 des Verdampfers geleitet. Das Kältemittel wird in den Wärmetauscher 400 verdampft und kühlt die Luft, die den Wärmetauscher 400 passiert.
Das Entspannungsventil 410 verändert die Öffnung des Ventils gemäß dem Druck und der Temperatur des Kältemittels, das zum Kompressor 20 von dem Verdampfer 40 zurückkehrt, zur Steuerung des Strömungsdurchsatzes des dem Verdampfer zugeleiteten Kältemittels.
Die Gebläseeinrichtung 60 umfaßt zwei Gebläse, die an beiden Enden einer 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, in Richtung der Servierwagen, die in der Küchenzeile der Passagierkabine angeordnet sind.
4 und 5 sind erläuternde Darstellungen 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 angeordnet.
Die Basisplatte 100 besteht aus einer Wabenplatte, die hergestellt wird durch Einfassen eines Kernelements mit einer Wabenstruktur zwischen zwei parallelen Plattenelementen.
Die Wabenplatte ist leicht und weist eine hohe Biegefestigkeit auf, so dass die Basisplatte 100 Einrichtungen wie etwa den Kompressor 20 selbst tragen kann.
Da die Wabenplatte so geformt ist, dass Luft in dem Wabenkern eingeschlossen ist, weist sie eine hohe Wärmeisolation auf. Daher ist sie geeignet zur Bildung der Luftkühlkammer oder dergleichen.
Ein Teilungselement 110 aus einer Wabenplatte ist auf der Basisplatte 100 angeordnet. Dieses Teilungselement 110 dient zum Teilen der Luftkühlereinheit in eine Seite, die den Kondensator umfaßt, und eine Seite, die den Verdampfer umfaßt, und auf diesem Teilungselement 110 ist die Gebläseeinrichtung 60 montiert.
Das Teilungselement bildet einen Bereich der Luftkühlkammer 130. Ein Deckelelement 120 ist an der Öffnung des Teilungselements 110 angebracht.
Das Deckelelement 120, das mit einer Leitungseinrichtung 5 verbunden ist, ist mit einer ersten Öffnung 122 und einer zweiten Öffnung 124 ausgestattet. Die erste Öffnung 122 ist mit einem Kanal zur Leitung der kühlen Luft, die von der Küchenzeile zurückkehrt, zur Luftkühlkammer 130 verbunden, und die zweite Öffnung 124 ist mit einem Kanal zur Leitung der frisch gekühlten Luft, die in der Luftkühlkammer 130 gekühlt wurde, zur Küchenzeile verbunden.
Ein Abdeckelement 140 ist oberhalb 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 Seitenfläche auf. Die Öffnungen 144 und 146 werden als Auslässe für Luft verwendet, die den Kondensator 30 und den Kompressor 20 gekühlt hat.
Ein Gitterelement 148 ist am Ende des Abdeckelements 140 angebracht, durch welches die Vorderseite des Kondensators 30 abgedeckt wird.
Wie in 5 dargestellt ist, ist ein rundes Loch 142 für die Gebläseeinrichtung in dem Teilungselement 110 vorgesehen. Ferner ist eine Tropfwanne 150 zur Aufnahme von Wassertropfen, die an dem Verdampfer kondensiert sind, am Boden der Luftkühlkammer angebracht. Die Tropfwanne 150 ist mit einem Ablaufventil 160 versehen.
6 ist eine erläuternde Darstellung des Aufbaus der Gebläseeinrichtung 60.
Die Gebläseeinrichtung 60 umfaßt ein Gehäuse 630, das einen Kanal zum Herausleiten gekühlter Luft 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 Gebläse 610 und ein zweites Gebläse 620 befestigt.
Das erste Gebläse 610 dient zum Leiten von Luft zur Kühlung der Seite, die den Kondensator 30 umfaßt. Das zweite Gebläse 620 dient zum Blasen der in der Luftkühlkammer gekühlten Luft in Richtung der Küchenzeile. Die Öffnung des Gehäuses 630 ist durch eine Abdeckung 640 abgedeckt.
Ein Öffnungsbereich 642 der Abdeckung 640 ist mit einer zweiten Öffnung 124 des Deckelelements 120 zum Leiten der frisch gekühlten Luft in Richtung der Küchenzeile verbunden.
7 ist ein Querschnitt, der den Aufbau des Kompressors 20 zeigt, 8 ist eine erläuternde Darstellung einer Ölabscheideeinheit.
Der Kompressor 20 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 200, und in dem Gehäuse 200 sind ein Motor 210 und ein Rotationskompressor 220 angeordnet.
Der Motor 210 ist mit einem Stator 211 und einem Rotor 212 ausgestattet, und in der Mitte des Rotors 212 ist eine Antriebswelle 214 angeordnet. Die Antriebswelle 214 des Motors treibt eine Kompressorpumpe 222 zur Druckbeaufschlagung des Kältemittels an, das in den Kompressor über eine Kältemittel-Einlaßöffnung 201 eingeleitet wird, die an dem Gehäuse 200 vorgesehen ist, und leitet das Kältemittel über eine Auslaßöffnung heraus, die an der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist, in Richtung des Kondensators.
Zur Schmierung der rotierenden Teile des Rotationskompressors 220 wird ein Schmieröl einem Bodenbereich 204 des Gehäuses 200 zugeleitet. Das Schmieröl neigt dazu, sich mit dem komprimierten Kältemittel zu vermischen und durch die Auslaßöffnung in Richtung des Kondensators zu fließen.
Daher ist eine Ölabscheideeinheit 240 dazu vorgesehen, das Schmieröl von dem Kältemittel zu trennen und das Schmieröl zurück in den Bodenbereich 204 des Gehäuses zu leiten.
Die Ölabscheideeinheit 240 gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass sie zwei Scheiben 241 und 242 umfaßt, von denen eine Scheibe auf der anderen angeordnet ist, und welche an einem oberen Bereich der Antriebswelle 214 des Motors angebracht sind.
Die zwei Scheiben rotieren gemeinsam mit der Antriebswelle und erzeugen eine zweistufige Labyrinthstruktur durch Zwischenräume G₁ und G₂, die zwischen den äußeren Umfängen der Scheiben und der inneren Wand des Gehäuses gebildet werden. Während es diese zweistufige Labyrinthstruktur passiert, wird das Schmieröl von dem Kältemittel getrennt und zu dem Boden des Gehäuses zurückgeleitet.
8 ist eine erläuternde Darstellung der Details der Ölabscheideeinheit 240.
Zwei Schreiben 241 und 242 weisen an ihrem inneren Durchmesser ein Befestigungselement 250 auf und sind einteilig durch eine Schraube 252 verbunden. Das Befestigungselement 250 weist einen Innendurchmesserbereich auf, der zu einem kegelstumpfförmigen Bereich 250a geformt ist, der sich nach oben hin verjüngt. Dieser kegelstumpfförmige Bereich wird dazu verwendet, die Ölabscheideeinheit 240 oben an der Antriebswelle 214 durch Reibungskraft zu befestigen.
Eine Feinbohrung ist in der Mitte der Antriebswelle 214 angebracht, durch welche Kühlgas und Schmieröl passieren können. Es ist daher nicht möglich, eine Konstruktion zu verwenden, bei der die Ölabscheideeinheit 240 an der Antriebswelle 214 unter Verwendung einer Schraube oder einer Mutter angebracht wird, und daher wird die oben erwähnte Befestigungskonstruktion verwendet.
Wie zuvor erläutert, verwendet die Ölabscheideeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konstruktion, bei der zwei Scheiben aufeinanderliegen, und die Einheit wird oben am Motor unter Verwendung eines Befestigungselements angebracht, das einen kegelstumpfförmigen Bereich aufweist. Daher erreicht die vorliegende Ölabscheideeinheit eine wirkungsvolle Ölabscheidung bei kurzer Länge in Axialrichtung.
Gemäß der in 8 dargestellten Ausführungsform ist ferner eine dritte Scheibe 244 oben auf der oberen Scheibe 242 angebracht.
Die dritte Scheibe 244 wird durch eine Schraube 246 oben auf der oberen Scheibe 242 angebracht, so dass ein Zwischenraum zwischen ihnen verbleibt.
Die Scheibe 244 ist derart angeordnet, dass ein Zwischenraum zwischen dem oberen Bereich der Antriebswelle 214 verbleibt, der verhindert, dass Kältemittelgas und dass Schmieröl, das aus dem Schmierölkanal 215 austritt, unmittelbar den Auslaß 203 erreichen.

Claims

Luftkühlereinheit für ein Flugzeug, zur Zuleitung gekühlter Luft zu einem Lagerbereich zur Lagerung von Lebensmitteln oder dergleichen, umfassend einen Kompressor (20) für ein Kältemittel, der eine Kältekreislauf-Einheit bildet, welcher Kompressor (20) mit einer Ölabscheideeinheit (240) versehen ist, mit: einem zylindrischen Gehäuse (200); einem Motor (210), der in dem Gehäuse (200) angeordnet ist; und einem Rotationskompressor (220), der durch den Motor (210) angetrieben wird, gekennzeichnet durch zwei Scheiben (241, 242), die an einem oberen Bereich der Antriebswelle (214) des Motors (210) angebracht sind, wovon eine Scheibe (242) auf der anderen Scheibe (241) angeordnet ist, welche Ölabscheideeinheit (240) eine dritte Scheibe (244) umfaßt, die oberhalb der zwei Scheiben (241, 242) und in der Nähe eines oberen Bereichs der Antriebswelle (14) des Motors (210) angeordnet ist.
Luftkühlereinheit gemäß Anspruch 1, bei welcher die Ölabscheideeinheit (240) mit einem Befestigungselement (250) ausgestattet ist, welches einen kegelstumpfförmigen Bereich (250a) aufweist, der auf einen oberen Bereich der Antriebswelle (214) des Motors (210) aufgepaßt ist.