DE69808853T2

DE69808853T2 - Luftbefeuchtungsverfahren und Anlage für Flugzeugkabinen

Info

Publication number: DE69808853T2
Application number: DE69808853T
Authority: DE
Inventors: Michel Eglem; Laurent Hartenstein
Original assignee: Liebherr Aerospace Toulouse SAS
Current assignee: Liebherr Aerospace Toulouse SAS
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2018-07-16
Also published as: FR2766455A1; US6099404A; DE69808853D1; EP0894714B1; EP0894714A1; ATE226538T1; JPH11115898A; FR2766455B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten der Luft in der Kabine eines Luftfahrzeugs, bei dem Wasserdampf in einen Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf der Kabine eingespritzt wird, der mit einem primären Heißluftkreislauf von einer Turbomaschine des genannten Luftfahrzeugs verbunden ist. Sie erstreckt sich auch auf ein Befeuchtungssystem zum Ausführen dieses Verfahrens.
Die Regelung des relativen Feuchtigkeitsniveaus im Inneren von Luftfahrzeugen bei Langstreckenflügen in großer Höhe ist heutzutage praktisch unumgänglich, um den Komfort von Passagieren und Besatzung zu verbessern. Denn wenn das relative Feuchtigkeitsniveau zu niedrig ist, z. B. unter 10%, dann können sich Passagiere und Besatzung bei Langstreckenflügen unbehaglich fühlen und insbesondere über Trockenheit von Augen, Nase und Hals klagen. Ferner kann ein solches Feuchtigkeitsniveau bei der Besatzung in Anwesenheit bestimmter Reizstoffe gesundheitliche Probleme wie Blasensteine, Schuppen auf der Haut usw. verursachen.
Um diese Nachteile abzustellen, war es bisher üblich, Luftfahrzeuge mit Befeuchtern auszustatten, mit denen eine relative Feuchte in der Größenordnung von 15% bis 30% im Inneren der Kabine aufrecht erhalten und somit der Komfort von Passagieren und Besatzung verbessert werden kann.
Bei herkömmlichen Entfeuchtungsvorrichtungen, wie sie z. B. im Patent US-4 272 014 beschrieben sind, werden Wassertröpfchen in einen Heißluftstrom von einer Turbomaschine des Luftfahrzeugs injiziert. Der Hauptnachteil solcher Vorrichtungen liegt in der Tatsache, dass mit ihnen keine vollständige Verdampfung des Wassers garantiert werden kann. Aus diesem Grund kann es zur Kondensation von Wasser auf den kalten Oberflächen des Luftfahrzeugs kommen, was Korrosionsrisiken der Strukturteile des genannten Luftfahrzeugs mit sich bringt.
Ferner führt die Lösung, die es erlauben würde, diesen Nachteil abzustellen und die darin besteht, eine mit einer Zerstäubungsdüse mit geringem Querschnitt ausgestattete Einspritzvorrichtung zu verwenden, um eine vollkommene Zerstäubung des Wassers zu erzielen, zu einer schnellen Verstopfung der Zerstäubungsdüse durch die Bildung von Mineralablagerungen. Daher muss die Injektionsvorrichtung häufig gereinigt werden, was erhöhte Wartungskosten mit sich bringt.
Außerdem können bei solchen Einspritzvorrichtungen Mineralpartikel im Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf mitgeführt werden und Korrosionsprobleme verursachen. Aus diesem Grund sind die Einspritzvorrichtungen mit einem Filter ausgestattet, der jedoch den Nachteil mit sich bringt, dass er häufig gereinigt werden muss und somit die Wartungskosten erhöht.
Schließlich haben solche Einspritzvorrichtungen den Nachteil, dass sie eine Kontaminationsquelle durch die Diffusion von im Wasser enthaltenen Bakterien- oder Virenkontaminanten in die Kabine darstellen können.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gesamtheit dieser Nachteile abzustellen und im Wesentlichen eine Befeuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die nur einen sehr geringen Wartungsbedarf hat und maximale Sicherheit im Hinblick auf Korrosion und Kontamination bietet.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Befeuchtungsvorrichtung bereitzustellen, mit der der für einen Flug notwendige Wasserverbrauch geregelt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Befeuchtungsvorrichtung bereitzustellen, für deren Betrieb nur sehr wenig elektrische Leistung erforderlich ist.
Zu diesem Zweck stellt die Erfindung ein Verfahren zum Befeuchten der Luft in der Kabine eines Luftfahrzeugs bereit, bei dem:
- eine sekundäre Heißluftmenge aus dem primären Heißluftkreislauf genommen wird,
- diese sekundäre Heißluftmenge in einen Kessel eingeleitet wird, der einen Luft-/Wasseraustauscher umgibt und wenigstens teilweise mit Wasser gefüllt ist, so dass in dem genannten Kessel eine Wasserdampfmenge in Abhängigkeit von der genannten sekundären Heißluftmenge gebildet wird,
- am Ausgang des Kessels die Wasserdampfmenge und die sekundäre Heißluftmenge so gemischt werden, dass eine Menge von mit Wasserdampf geladener sekundärer Heißluft entsteht,
- und diese Menge von mit Wasserdampf geladener sekundärer Heißluft in den Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf der Kabine eingespritzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht somit darin, ein Wasservolumen im Inneren eines unter Druck stehenden geschlossenen Behälters durch Wärmeübertragung zwischen der aus dem primären Heißluftkreislauf genommenen sekundären Heißluft und diesem Wasservolumen zum Sieden zu bringen und den überhitzten Wasserdampf zu erzeugen, der vom Heißluftstrom mitgeführt wird.
Aus diesem Grund wird zunächst nur der Wasserdampf von der Heißluftmenge mitgeführt, und demzufolge ist der Verteilungskreislauf vom Wasserversorgungskreislauf getrennt. Es besteht keinerlei Risiko, dass Mineral- oder Festkörperpartikel von dieser Heißluftmenge mitgeführt werden und den Verteilungskreislauf verunreinigen.
Darüber hinaus kann mit diesem Verfahren mittels einer ausreichenden Dimensionierung des Kessels eine lange Laufzeit des Wassers bei Siedetemperatur in dem genannten Kessel erzielt werden, so dass eine Sterilisierung dieses Wassers vor der Verteilung des Dampfes in der Kabine sowie maximale Sicherheit gegenüber Mikrobenkontamination erzielt werden.
Ferner wird das Gemisch aus dem Dampf und der zu seiner Erzeugung dienenden Heißluft im Kessel selbst erzeugt, so dass der Transport von feuchter Luft mit einer sehr niedrigen relativen Feuchte gewährleistet wird, wodurch das Risiko einer Kondensation des Dampfes im Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf des Luftfahrzeugs eliminiert wird.
Außerdem wird durch die Verwendung eines kompakten Luft-/Wasseraustauschers für die Erzeugung von Dampf ein System erhalten, dessen Mineralverunreinigungsniveau sehr gering ist, so dass lediglich einfach eine periodische Reinigung des Kessels erforderlich ist, in dem sich diese Mineralien ablagern.
Schließlich wird mit einem solchen Konzept ein System erhalten, das nur sehr wenig elektrische Leistung für den Betrieb erfordert.
Gemäß einem bevorzugten Betriebsverfahren:
- wird die Tautemperatur der Luft in der Kabine anhand eines für den Kabinendruck repräsentativen Signals sowie anhand von für die in der Kabine gemessenen Werte von Temperatur und Lufteuchtigkeit repräsentiven Signalen errechnet,
- wird die in den Heizungs-/Kiimaanlagenkreislauf eingeleitete Feuchtigkeitsmenge auf eine solche Weise begrenzt, dass der Taupunkt in der Kabine auf einem vorbestimmten Sollwert gehalten wird.
Aufgrund der Tatsache, dass als Regulierparameter die Tautemperatur in der Kabine verwendet wird, kann einerseits der Wasserverbrauch des Systems geregelt werden, so dass er von der gewählten Temperatur in der Kabine vollkommen unabhängig ist, und andererseits kann die Gefahr von Kondensation an den kalten Wänden des Luftfahrzeugs kontrolliert werden, ohne dass die zulässigen Komfortzonen jemals verlassen werden.
Darüber hinaus ist zu bemerken, dass diese Regelung des Taupunkts auf der Basis von Messungen von relativer Feuchte, Temperatur und Druck in der Kabine erfolgt, so dass kein Tautemperaturfühler installiert zu werden braucht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt diese Regelung des Feuchtigkeitsniveaus in einem geschlossenen Kreislauf, und dazu wird ein konstanter Taupunktwert in der Kabine gehalten, indem die Menge an in den Kessel eingeleiteter sekundärer Heißluft reguliert wird.
Gemäß einer weiteren Eigenschaft der Erfindung wird zunächst der Kessel mit einem vorbestimmten Wasservolumen gefüllt und der genannte Kessel wird periodisch aufgefüllt, wenn das Wasservolumen im Inneren des Letzteren einen vorbestimmten Mindeststand erreicht.
So ergibt sich eine vollkommene Unabhängigkeit von der Steuerung des Wasserflusses und der Feuchtigkeitsregelung, was eine feine Regelung des Dampfflusses und eine maximale Sicherheit des Systems gewährleistet (kein Überlaufen, kein Risiko einer Dampfunterproduktion usw...).
Ferner wird während der Sinkflugphase des Luftfahrzeugs vorzugsweise ein Entleeren des Kessels angewiesen, wenn das genannte Luftfahrzeug unter eine vorbestimmte Höhe absinkt.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Befeuchtungsvorrichtung, die Folgendes umfasst:
- einen Kessel, der aus einem geschlossenen Hauptbehälter besteht, der einen Luft-/Wasseraustauscher umschließt und im unteren Teil mit einem Wassereinlass und einem Heißlufteinlass und im oberen Teil mit einem Sammelauslass ausgestattet ist,
- einen sekundären Speisekanal für Heißluft aus dem Kessel, der mit einem primären Heißluftkreislauf von einer Turbomaschine des Luftfahrzeugs verbunden und mit einem Ventil zum Regulieren der Menge an zu dem genannten Kessel geführter Heißluft versehen ist,
- einen Kanal zum Speisen von Wasser aus dem Kessel, der mit wenigstens einem Versorgungsventil versehen ist,
- einen Kanal, der den Sammelauslass des Kessels mit dem Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf des Luftfahrzeugs verbindet,
- und eine Steuereinheit, die so programmiert ist, dass jedes Versorgungsventil so gesteuert wird, dass ein Füllen des Kessels mit Wasser gewährleistet wird, und um die Position des Regulierventils zum Regulieren der Menge an zu dem genannten Kessel geführter Heißluft zu verändern.
Diese Vorrichtung umfasst ferner vorzugsweise einen Fühler für Temperatur und relative Feuchte, der in der Kabine angeordnet werden kann und so gestaltet ist, dass er für die Temperatur und die relative Feuchte in der Kabine repräsentative Signale erzeugt.
Die Steuereinheit ist darüber hinaus vorteilhafterweise so programmiert, dass sie anhand der vom Fühler für Temperatur und relative Feuchte erzeugten Signale sowie anhand eines für den Druck in der Kabine repräsentativen Signals den Taupunkt in der genannten Kabine errechnet und das Ventil zum Regulieren der genannten Menge an sekundärer Heißluft so steuert, dass in der Kabine ein Taupunkt mit einem vorbestimmten Wert erzielt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Eigenschaft der Erfindung umfasst diese Befeuchtungsvorrichtung einen Wasserstandsfühler, der im Inneren des Kessels angeordnet und so gestaltet ist, dass er für das in dem genannten Kessel enthaltene Wasservolumen repräsentative Signale erzeugt, wobei die Steuereinheit so programmiert ist, dass sie das Öffnen jedes Versorgungsventils beim Empfang eines für ein minimales Vorbestimmtes Wasservolumen im Inneren des Kessels repräsentativen Signals und das Schließen jedes Versorgungsventils beim Empfang eines für ein maximales vorbestimmtes Wasservolumen im Inneren des genannten Kessels repräsentativen Signals anweist.
Ferner umfasst die Befeuchtungsvorrichtung vorteilhafterweise zwei Ventile, ein Versorgungsventil und ein Trennventil, die im Wasserversorgungskanal angeordnet sind, wobei die Steuereinheit so gestaltet ist, dass sie kaskadenartig das Öffnen und Schließen der genannten Ventile zum Füllen des Kessels mit Wasser anweist.
Was den Wasserstandsfühler betrifft, so ist dies vorzugsweise ein kapazitiver Fühler, der aus einer röhrenförmigen Sonde besteht, die so gestaltet ist, dass sie in einer lateralen Kammer des Kessels in Kommunikation mit dem Hauptbehälter des genannten Kessels verläuft.
Die Befeuchtungsvorrichtung weist darüber hinaus vorteilhafterweise Folgendes auf:
- ein Ventil zum Spülen des Kessels, wobei die Steuereinheit so programmiert ist, dass sie das Öffnen des genannten Ventils anweist, wenn das Luftfahrzeug unter eine vorbestimmte Höhe absinkt;
- einen Temperaturfühler, der am Ausgang des Kessels angeordnet ist und die Aufgabe hat, eine Überhitzungstemperatur zu erfassen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Eigenschaft der Erfindung ist der Luft-/Wasseraustauscher des Kessels ein Plattenaustauscher, der Kanäle für die Passage von Heißluft begrenzt, die mit Innenflügeln versehen sind, die die genannten Platten verbinden.
Weitere Eigenschaften, Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hervor, die als nicht begrenzendes Beispiel eine bevorzugte Ausgestaltung darstellen. In den Zeichnungen, die integralen Bestandteil der vorliegenden Beschreibung bilden, zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Befeuchtungssystems gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kessels dieses Befeuchtungssystems;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, teilweise weggebrochen, des oberen Teils dieses Kessels;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, teilweise weggebrochen, des unteren Teils dieses Kessels.
Das erfindungsgemäße Befeuchtungssystem setzt sich aus drei Baugruppen zusammen:
- einem Befeuchter 1, dem Kernstück des Systems, der eine kompakte Einheit bildet, in die die unten beschriebenen Schlüsselelemente des genannten Systems integriert sind und die insbesondere die Steuerung und Überwachung des Letzteren sowie die Produktion von Dampf gewährleistet;
- einem Ventil 2 zum Regulieren der Heißluftmenge, die sich in einem sekundären Heißluftkanal 3 befindet, der den Befeuchter 1 mit dem Heißlufthauptkreislauf der Klimaanlage der Kabine 4 verbindet und die Aufgabe hat, die zum Befeuchter gelieferte Luftmenge so zu regeln, dass die Feuchtigkeit in der genannten Kabine eingestellt wird.
Dieses Ventil 2 ist eine Drosselklappe, die von einem Elektroservomotor gesteuert wird, der mit zwei Mikrounterbrechern ausgestattet ist, mit denen die absoluten Schließ- und Öffnungszustände des genannten Ventils erfasst werden können. Bei normalem Betrieb wird die Position der Drosselklappe mit Spannungsimpulsen eingestellt, die von einer weiter unten beschriebenen Steuereinheit an den Servomotor angelegt werden. Außer Betrieb wird dieses Ventil 2 geschlossen gehalten;
- einen ventilierten Feuchtigkeits- und Temperaturfühler 5 in der Kabine 4, dessen Aufgabe es ist, Temperatur und Feuchte zu messen, so dass die Feuchtigkeit in der genannten Kabine reguliert werden kann.
Dieser Fühler 5 setzt sich aus einem Fühler für die relative Feuchte und einem Temperaturfühler zusammen und beinhaltet einen Ventilator, der eine wirksame Luftzirkulation um die Erfassungselemente gewährleistet. Der Feuchtigkeitsfühler ist so ausgelegt, dass er ein Signal mit veränderlicher Frequenz in Abhängigkeit von der ermittelten relativen Feuchte anlegt. Was den Temperaturfühler betrifft, so ist dieser so ausgelegt, dass er ein Gleichspannungssignal anlegt, das zu der in der Kabine 4 gemessenen Temperatur proportional ist.
Was den Befeuchter betrifft, so besteht dieser aus den folgenden Elementen:
- einem Kessel 6, um Wasser aus dem Trinkwasserkreislauf 7 des Luftfahrzeugs zum Verdunsten zu bringen,
- einem Trennventil 8, das im Wasserversorgungskreislauf 7 des Kessels 6 installiert ist,
- einem Versorgungsventil 9, das periodische Nachfüllungen des Kessels 6 erlaubt,
- einem Spülventil 10 zum Entleeren des Kessels 6,
- einem Temperaturfühler 11, der so angeordnet ist, dass er die Temperatur der Luft am Ausgang des Kessels 6 misst und Überhitzungstemperaturen erfasst,
- einem Wasserstandsfühler 12, der den Wasserstand im Inneren des Kessels 6 erfasst,
- einer Steuereinheit 13 zum Steuern der Ventile 2, 8, 9, 10 des Befeuchters 1, zum Verarbeiten der Signale der verschiedenen Fühler 5, 11, 12, zum Erfassen von Betriebsstörungen und zum Bilden einer Schnittstelle zu externen Systemen.
Zunächst gewährleistet der Kessel 6 die Übertragung von Wärme zwischen der Heißluft, deren Menge durch das Regulierventil 2 geregelt wird, und des in dem genannten Kessel eingeschlossenen Wassers und erzeugt den Dampf, der zum Erzielen einer ausreichenden relativen Feuchte in der Kabine benötigt wird.
Dieser Kessel 6, der einen geschlossenen Behälter bildet, weist Folgendes auf:
- einen unteren Heißlufteinlasssammler 14,
- einen oberen Auslasssammler 15 für mit Dampf geladene Heißluft,
- eine laterale Kammer 16 in Kommunikation mit dem Hauptbehälter zum Aufnehmen des Wasserstandsfühlers 12,
- einen Wärmetauscher 17, der aus mehreren senkrechten separaten und parallelen Kanälen wie bei 17a besteht, die in der Höhe ihrer Basis mit dem Heißlufteinlasssammler 14 Verbindung haben und die aus Edelstahl der Güte 316L aufgrund der ausgezeichneten Antikorrosionseigenschaften dieses Materials hergestellt sind. Darüber hinaus nimmt jeder dieser Kanäle Innenflügel wie bei 18 in der Form von Zickzack-Körpern auf.
Im Betriebsmodus wird der Kessel 6 mit Wasser bis zu einem maximalen Stand gefüllt, bei dem kein Wasser ins Innere des Wärmetauschers 17 überlaufen kann. Im Wärmetauscher 17 zirkulierende Heißluft gewährleistet, dass dieses Wasser zum Sieden gebracht wird und verdunstet, und der erzeugte Dampf wird dann im Ausgangssammler 15 mit dieser Heißluft gemischt.
Über das Trenn- 8 und das Versorgungsventil 9 kann der Wasserstand im Innern des Kessels 6 durch eine periodische Zuführung von Trinkwasser geregelt werden. Der Zweck, zwei Ventile 8 und 9 vorzusehen, besteht darin, die Betriebssicherheit zu erhöhen, indem zwei Verschlussvorrichtungen im Wasserversorgungskreislauf vorgesehen werden.
Diese beiden Ventile 8, 9 sind identisch. Sie werden gewöhnlich durch die Wirkung einer Feder geschlossen und sind mit einem Elektromagnet assoziiert, der ihre Öffnung elektrisch gesteuert zulässt.
Diese Ventile 8, 9 werden so gesteuert, dass folgende Zustände erzielt werden:
- ein geschlossener Zustand, wenn der Befeuchter 1 nicht funktioniert, wenn der Kessel als "leer" erfasst wird und während der Kessel 6 geleert wird,
- ein offener Zustand während des Entleerens des Wasserversorgungskreislaufs 7 und des Kessels 6.
Ferner wird das Versorgungsventil 9 so gesteuert, dass es bei Erfassung eines Minimalfüllstands des Kessels 6 offen ist, wobei das Trennventil 8 wiederum kaskadenartig geöffnet ist.
Das Spülventil 10 ist vom selben Typ wie die vorerwähnten Ventile, ist jedoch so gestaltet, dass es eine größere Menge zulässt. Es wird elektrisch so gesteuert, dass es nur bei Spülvorgängen geöffnet ist.
Der Temperaturfühler 11 ist vom Tauchtyp und so gestaltet, dass er ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Temperatur des Luft-/Dampfgemischs anlegt.
Der Wasserstandsfühler 12 ist ein kapazitiver Fühler, der aus einer röhrenförmigen Sonde besteht, die so gestaltet ist, dass sie in einer lateralen Kammer 16 des Kessels 6 verläuft und mit einem Elektronikmodul assoziiert ist, das das von der genannten Sonde gelieferte Signal in ein Signal mit veränderlicher Frequenz in Abhängigkeit von dem erfassten Wasserstand umwandelt. Als jeweiliges Ende des Regeleingriffs dienen vier Niveauschwellenwerte: Höchststand (Überlauf), Hochstand, Niedrigstand, "Leer"- Stand.
Die Steuereinheit 13 umfasst eine Zentraleinheit, die um einen Microcontroller herum aufgebaut ist und verschiedene Schnittstellen umfasst, die Folgendes zulassen:
- Empfang und Verarbeitung elektrischer Signale von:
-- Fühler für Feuchte und Temperatur 5,
-- Wasserstandsfühler 12 des Kessels 6,
-- Temperaturfühler 11 am Ausgang des Kessels 6,
-- externen Quellen wie insbesondere den Mitteln zum Messen des Drucks in der Kabine;
- Erzeugen von Steuersignalen von:
-- Ventil 2 zum Regulieren der Heißluftmenge,
-- Trennventil 8,
-- Versorgungsventil 9,
-- Spülventil 10;
- Übertragen von Informationen zu externen Quellen.
Dieses Befeuchtungssystem wird in Betrieb genommen, wenn das Luftfahrzeug eine vorbestimmte Höhe von etwa 8000 bis 9000 m erreicht und wenn es vom Piloten in Betrieb genommen wird.
Wenn das Befeuchtungssystem in Betrieb ist, wird die relative Feuchte in der Kabine 4 so geregelt, dass der Taupunkt in der Kabine konstant bleibt. Die gewählte Konfiguration entspricht einem Taupunkt von 0ºC, der mit einer relativen Feuchte von 20% für eine Kabinentemperatur von 24ºC äquivalent ist.
Die Regelung der Taupunkttemperatur hat mehrere Vorteile:
- der Wasserverbrauch ist von der Kabinentemperatur unabhängig und kann so kontrolliert werden,
- das Risiko von Kondensation in den kalten Zonen des Luftfahrzeugs (an den Kabinenfenstern usw.) ist minimal, und die Variationen der Kabinentemperatur führen nicht zu einer Taubildung in den kalten Zonen,
- der Komfort ist aufgrund der Tatsache, dass die Feuchtigkeit im Sinne der relativen Feuchte (äquivalent mit der konstanten Taupunkttemperatur) definiert wird, optimal. Die Funktionsweise dieses Befeuchtungssystems ist wie folgt:
Zunächst weist die Steuereinheit 13 nach dem Aktivieren des Systems das Öffnen des Versorgungs- 9 und des Trennventils 8 an, bis der Wasserstandsfühler 12 den hohen Füllstand des Kessels 6 erfasst.
Während der gesamten Betriebszeit wird die Öffnungsposition des Ventils 2 zum Regeln der Heißluftmenge von der Steuereinheit 13 so geregelt, dass in der Kabine ein konstanter Taupunkt erhalten bleibt.
Ferner weist die Steuereinheit 13, wenn der Wasserstandsfühler 12 einen Tiefstand erfasst, das Öffnen des Versorgungs- 9 und des Trennventils 8 an, bis der genannte Fühler einen Hochstand erfasst. Dieser Vorgang gewährleistet periodische Nachfüllungen des Kessels 6.
Schließlich werden, wenn das Luftfahrzeug unter eine vorgewählte Höhe zum Aktivieren des Systems (8000 bis 9000 m) absinkt oder wenn die relative Feuchte in der Kabine 30% bei einer Temperatur Von 24ºC übersteigt oder wenn der Pilot das System abschaltet, das Versorgungs- 9, das Trenn- 8 und das Regulierventil 2 geschlossen. Diese Ventile werden außerdem auch im Falle einer Störung geschlossen.
Schließlich werden Leerungsvorgänge angewiesen:
- für den Kessel 6 wird, wenn das Luftfahrzeug unter eine vorbestimmte Höhe, z. B. 6000 m, absinkt, eine Leerung automatisch eingeleitet. Zu diesem Zweck werden das Versorgungs- 9 und das Trennventil 8 geschlossen und die Steuereinheit 13 weist die Öffnung des Spülventils 10 an, bis der Wasserstandsfühler 12 einen "leeren" Wasserstand erfasst,
- für den Trinkwasserkreislauf 7, wenn die Steuereinheit 13 ein Entleerungssteuersignal vom Trinkwasserversorgungssystem oder ein manuelles Steuersignal erhält.
Um jedes Risiko eines Überlaufens zu vermeiden, weist die Steuereinheit 13 ein Öffnen des Spülventils 10 an und prüft, ob der Kessel 6 leer ist, bevor sie das Leeren des Versorgungskreislaufs 7 einleitet. Nach dem Empfang des Signals "Leerstand" weist sie das Öffnen der Ventile 8, 9 an, während das Entleerungssteuersignal aktiv bleibt.

Claims

1. Verfahren zum Befeuchten der Luft in der Kabine (4) eines Luftfahrzeugs, bei dem Wasserdampf in einen Heizungs- /Klimaanlagenkreislauf der Kabine (4) eingespritzt wird, der mit einem primären Heißluftkreislauf von einer Turbomaschine des Luftfahrzeugs verbunden ist, wobei das genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass:

- eine sekundäre Heißluftmenge aus dem primären Heißluftkreislauf genommen wird,

- diese sekundäre Heißluftmenge in einen Kessel (6) eingeleitet wird, der einen Luft-/Wasseraustauscher (17) umgibt und wenigstens teilweise mit Wasser gefüllt ist, so dass in dem genannten Kessel eine Wasserdampfmenge in Abhängigkeit von der genannten sekundären Heißluftmenge gebildet wird,

- am Ausgang des Kessels (6) die Wasserdampfmenge und die sekundäre Heißluftmenge so gemischt werden, dass eine Menge von mit Wasserdampf geladener sekundärer Heißluft entsteht,

- und diese Menge Von mit Wasserdampf geladener sekundärer Heißluft in den Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf der Kabine (4) eingespritzt wird.

2. Befeuchtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:

- die Tautemperatur der Luft in der Kabine (4) anhand eines für den Kabinendruck repräsentativen Signals sowie anhand von für die in der Kabine gemessenen Werte von Temperatur und Luftfeuchtigkeit repräsentativen Signalen errechnet wird,

- die in den Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf eingeleitete Feuchtigkeitsmenge auf eine solche Weise begrenzt wird, dass der Taupunkt in der Kabine auf einem vorbestimmten Sollwert gehalten wird.

3. Befeuchtungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sollwert ein Taupunkt gewählt wird, der bei 0ºC einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20% für eine Kabinentemperatur von 24ºC entspricht.

4. Befeuchtungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Taupunktwert in der Kabine (4) gehalten wird, indem die Menge an in den Kessel (6) eingeleiteter sekundärer Heißluft reguliert wird.

5. Befeuchtungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel (6) zunächst mit einem vorbestimmten Wasservolumen gefüllt wird, und dadurch, dass periodische Nachfüllungen des genannten Kessels dann bewirkt werden, wenn das Wasservolumen im Inneren des Letzteren einen vorbestimmten Mindeststand erreicht.

6. Befeuchtungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entleeren des Kessels (6) dann angewiesen wird, wenn das Luftfahrzeug unter eine vorbestimmte Höhe absinkt.

7. Befeuchtungsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel aus dem Trinkwasserkreislauf (7) des Luftfahrzeugs gespeist wird.

8. Befeuchtungsvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst:

- einen Kessel (6), der aus einem geschlossenen Hauptbehälter besteht, der einen Luft-/Wasseraustauscher (17) umschließt und im unteren Teil mit einem Wassereinlass und einem Heißlufteinlass (14) und im oberen Teil mit einem Sammelauslass (15) ausgestattet ist,

- einen sekundären Speisekanal (3) für Heißluft aus dem Kessel (6), der mit einem primären Heißluftkreislauf von einer Turbomaschine des Luftfahrzeugs verbunden und mit einem Ventil (2) zum Regulieren der Menge an zu dem genannten Kessel geführter Heißluft versehen ist,

- einen Kanal (7) zum Speisen von Wasser aus dem Kessel (6), der mit wenigstens einem Versorgungsventil (β, 9) versehen ist,

- einen Kanal, der den Sammelauslass (15) des Kessels (6) mit dem Heizungs-/Klimaanlagenkreislauf des Luftfahrzeugs verbindet,

- und eine Steuereinheit (13), die so programmiert ist, dass jedes Versorgungsventil (8, 9) so gesteuert wird, dass ein Füllen des Kessels (6) mit Wasser gewährleistet wird, und um die Position des Regulierventils (2) zum Regulieren der Menge an zu dem genannten Kessel geführter Heißluft zu verändern.

9. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass:

- sie einen Fühler für Temperatur und relative Feuchte (5) aufweist, der in der Kabine (4) angeordnet werden kann und so gestaltet ist, dass er für die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit in der Kabine repräsentative Signale erzeugt,

- die Steuereinheit (13) so programmiert ist, dass sie anhand der vom Fühler für Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit (5) erzeugten Signale sowie anhand eines für den Druck in der Kabine repräsentativen Signals den Taupunkt in der genannten Kabine errechnet und das Ventil (2) zum Regulieren der genannten Menge an sekundärer Heißluft so steuert, dass in der Kabine ein Taupunkt mit einem vorbestimmten Wert erzielt wird.

10. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wasserstandsfühler (12) umfasst, der im Inneren des Kessels (6) angeordnet und so gestaltet ist, dass er für das in dem genannten Kessel enthaltene Wasservolumen repräsentative Signale erzeugt, wobei die Steuereinheit (13) so programmiert ist, dass sie das Öffnen jedes Versorgungsventils (8, 9) beim Empfang eines für ein minimales vorbestimmtes Wasservolumen im Inneren des Kessels (6) repräsentativen Signals und das Schließen jedes Versorgungsventils (8, 9) beim Empfang eines für ein maximales vorbestimmtes Wasservolumen im Inneren des genannten Kessels repräsentativen Signals anweist.

11. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Ventile umfasst, ein Versorgungsventil (9) und ein Trennventil (8), die im Wasserversorgungskanal (7) angeordnet sind, wobei die Steuereinheit (13) so gestaltet ist, dass sie das kaskadenartige Öffnen und Schließen der genannten Ventile zum Füllen von Wasser in den Kessel (6) anweist.

12. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstandsfühler ein kapazitiver Fühler (12) ist, der aus einer röhrenförmigen Sonde besteht, die so gestaltet ist, dass sie in einer lateralen Kammer (16) des Kessels (6) in Kommunikation mit dem Hauptbehälter des genannten Kessels verläuft.

13. Befeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Ventil (10) zum Spülen des Kessels (6) aufweist, wobei die Steuereinheit (13) so programmiert ist, dass sie das Öffnen des genannten Ventils anweist, wenn das Luftfahrzeug unter eine vorbestimmte Höhe absinkt.

14. Befeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Temperaturfühler (11) umfasst, der am Ausgang des Kessels (6) angeordnet ist und die Aufgabe hat, eine Überhitzungstemperatur zu erfassen.

15. Befeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft- /Wasseraustauscher des Kessels (6) ein Plattenaustauscher (17) ist, der Kanäle (17a) für die Passage von Heißluft begrenzt, die mit Innenflügeln (18) Versehen sind, die die genannten Platten verbinden.