BR112013014807B1

BR112013014807B1 - Módulo de proteção de circuito para um sistema elétrico e sistema elétrico

Info

Publication number: BR112013014807B1
Application number: BR112013014807-1A
Authority: BR
Inventors: Patrick Wellington Mills; James Michael Mccormick
Original assignee: Eaton Corporation
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2021-04-06
Also published as: US20120152706A1; US8445800B2; WO2012080828A3; CN103262196B; EP2652761A2; WO2012080828A2; CA2819953C; CA2819953A1; EP2652761B1; CN103262196A; BR112013014807A2

Abstract

aparelho disjuntor elétrico, módulo de proteção de circuito para um sistema elétrico e sistema elétrico. um aparelho disjuntor elétrico, tal como, por exemplo, um disjuntor de circuito de aeronave ou disjuntor de circuito subminiatura é provido para um módulo de proteção de circuito de um sistema elétrico, tal como uma unidade de distribuição de energia elétrica aeroespacial. o módulo de proteção de circuito inclui um membro de painel. o aparelho disjuntor elétrico inclui um alojamento, contatos separáveis alojados no alojamento, um mecanismo operativo para abrir e fechar os contatos separáveis, e um elemento de montagem para anexar o alojamento ao membro de painel. o alojamento é um polímero cristalino líquido termicamente condutivo. o membro de painel e o elemento de montagem são termicamente condutivos. o calor gerado pelos contatos separáveis é transferido a partir dos contatos separáveis, através do alojamento e elemento de montagem termicamente condutivo, para o membro de painel termicamente condutivo. um módulo de proteção de circuito e um sistema elétrico também são descritos.

Description

MÓDULO DE PROTEÇÃO DE CIRCUITO PARA UM SISTEMA ELÉTRICO E SISTEMA ELÉTRICO

Histórico Campo

[001] O conceito descrito relaciona-se geralmente a sistemas elétricos, mais particularmente, a sistemas elétricos aeroespaciais, tais como, por exemplo, unidades de distribuição de energia elétrica. O conceito descrito também se relaciona a módulos de proteção de circuitos destinados a sistemas elétricos. O conceito descrito adicionalmente se relaciona a aparelhos disjuntores elétricos, tais como, por exemplo, disjuntores de circuito para sistemas elétricos.

Informações Históricas

[002] Sistemas elétricos aeroespaciais e sistemas elétricos para aeronaves geram, regulam, e/ou distribuem energia elétrica através de uma aeronave.

[003] Unidades de distribuição de energia aeroespaciais (PDUs), por exemplo, geralmente, incluem um envoltório, um número de conectores de entrada e saída, barramentos elétricos internos, um número de aparelhos disjuntores elétricos, tal como, contatores, disjuntores de circuito, relês, e similares e/ou fusíveis. Mais especificamente, em sistemas elétricos de aeronaves e sistemas elétricos aeroespaciais, disjuntores de circuito relativamente pequenos, comumente chamados disjuntores de circuito subminiatura ou disjuntores de circuito de aeronaves, são freqüentemente usados para proteger a circuitagem elétrica contra danos provocados por condições de sobrecorrente, tal como, uma condição de sobrecarga ou condição de curto circuito relativamente intensa, ou uma condição de falha. Disjuntores de circuito de aeronaves também freqüentemente servem como disjuntores para ligar ou desligar aparelhos, e são agrupados como parte de um módulo de proteção de circuito; sendo que os disjuntores e chaves de circuito são acessíveis em um painel externo do envoltório dentro da aeronave.

[004] O alojamento de tais disjuntores de circuito é tipicamente feito a partir de melamina ou compostos termofixos adequados para prover isolação dielétrica, e adequadamente isolar os componentes elétricos. No entanto, uma quantidade de calor significativa é gerada dentro do alojamento de disjuntores de circuito. Por exemplo, é geralmente bem conhecido que contatos elétricos separáveis, alojados em um alojamento, respondem por 75% ou mais da quantidade de calor gerada na maior parte dos sistemas elétricos aeroespaciais. A melamina do material termofixo do alojamento de disjuntor de circuito não apenas é um isolante elétrico efetivo, mas também um isolante térmico, e, portanto, retém o calor dentro do disjuntor de circuito, e impede uma boa transferência de calor para o ar ambiente ou estrutura da aeronave.

[005] Há espaço para prover um número de melhoramentos em sistemas elétricos, em módulos de proteção de circuito, e em aparelhos disjuntores elétricos para os mesmos.

Sumário

[006] Essas necessidades e outras mais serão atendidas pelas configurações do conceito descrito, que são direcionadas a um aparelho disjuntor elétrico de um módulo de proteção de circuito de um sistema elétrico, tal como uma unidade de distribuição de energia elétrica aeroespacial. Dentre outros benefícios, o aparelho disjuntor elétrico provê ambas uma isolação dielétrica e transferência de calor efetiva para o módulo de proteção de circuito, e, ao fim, para a estrutura circundante.

[007] Em um aspecto do conceito descrito, um aparelho disjuntor elétrico é provido para um módulo de proteção de circuito de um sistema elétrico. O módulo de proteção de circuito inclui um membro de painel. O aparelho disjuntor elétrico compreende um alojamento, contatos elétricos separáveis, alojados no alojamento, um mecanismo operativo para abrir e fechar os contatos elétricos separáveis, e um elemento de montagem estruturado para anexar o alojamento ao membro de painel. O alojamento é um polímero cristalino líquido termicamente condutivo.

[008] O polímero cristalino líquido termicamente condutivo pode ter uma condutividade térmica de cerca de 1 W/mk a cerca de 20 W/mk; sendo que o alojamento é estruturado para prover transferência de calor e isolação dielétrica. O membro de painel e o elemento de montagem podem ser termicamente condutivos; sendo que o alojamento é estruturado para transferir o calor gerado pelos contatos separáveis, a partir dos contatos separáveis, através do alojamento e suporte de montagem termicamente condutivo, para o membro de painel termicamente condutivo.

[009] Um módulo de proteção de circuito e um sistema elétrico empregando o aparelho disjuntor elétrico acima mencionado também são descritos.

Breve Descrição dos Desenhos

[0010] Um entendimento pleno do conceito descrito pode ser obtido a partir da descrição das configurações preferidas que se segue, quando a especificação é lida em conexão com os desenhos anexos, nos quais:

[0011] A figura 1 é uma vista em planta de topo de um sistema elétrico e módulo de proteção de circuito e aparelhos disjuntores elétricos para o mesmo, de acordo com uma configuração do conceito descrito, com a cobertura do envoltório do sistema elétrico removida para mostrar as estruturas internas;

[0012] A figura 2 é uma vista isométrica da porção do sistema elétrico da figura 1;

[0013] A figura 3 é uma vista isométrica da porção do sistema elétrico da figura 2, com o componente elétrico removido;

[0014] A figura 4 é uma vista em planta de topo da porção do sistema elétrico da figura 3;

[0015] A figura 5 é uma vista isométrica de topo do módulo de proteção de circuito e disjuntores de circuito do mesmo, de acordo com uma configuração do conceito descrito;

[0016] A figura 6 é uma vista isométrica de base do módulo de proteção de circuito e disjuntores de circuito da figura 5;

[0017] A figura 7 é uma vista seccional de elevação lateral do módulo de proteção de circuito e disjuntores de circuito de aeronave do mesmo da figura 6; e

[0018] A figura 8 é uma vista de elevação de extremidade de uma porção do módulo de proteção de circuito e disjuntores de circuito de aeronave do mesmo da figura 7.

Descrição das configurações preferidas

[0019] Com propósito de ilustração, o conceito descrito será descrito aqui em associação com disjuntores de circuito de aeronaves ou disjuntores de circuito subminiatura, embora deva ser aparente que o conceito descrito também é aplicável a uma ampla gama de aparelhos elétricos (e.g., sem limitação, disjuntores de circuito, relês, contatores) para uma ampla gama de diferentes aplicações. Tais aparelhos elétricos podem ser empregados, por exemplo, sem limitação, em sistemas de corrente alternada (CA) de aeronaves, tendo uma freqüência típica de cerca de 400 Hz, mas, também podem ser empregados em sistemas de corrente contínua (CC). Também é aparente que o conceito descrito pode ser aplicável a outros tipos de sistemas elétricos, incluindo, por exemplo, sem limitação, painéis de disjuntores de circuito e módulos de proteção de circuito usados em sistemas CA operando em outras freqüências; em disjuntores de circuito maiores, tais como disjuntores de circuito miniatura residenciais ou comerciais, e a uma ampla gama de aplicações de disjuntores de circuito, tal como, residencial, comercial, industrial, aeroespacial, e automotivo.

[0020] Como empregado nesta, o termo “número” se refere a “Um” ou a um número inteiro maior que “Um” (e.g. uma pluralidade).

[0021] Como empregado nesta, o termo “fixador” se refere a qualquer mecanismo de conexão ou aperto, expressamente incluindo parafusos e roscas e combinação parafusos e porcas (e.g., sem limitação, contra-porcas) e parafusos, arruelas, e porcas.

[0022] Como empregado nesta, o termo “condutor elétrico” se refere a um fio (e.g. sólido, trançado, isolado, nãoisolado), condutor de cobre, condutor de alumínio, condutor de qualquer metal adequado, ou de qualquer outro material ou objeto adequado, que permita que a corrente flua facilmente.

[0023] Como empregado nesta, a afirmação “duas ou mais partes estão conectadas ou acopladas juntas” significa que estas partes estão ligadas, quer diretamente ou através de uma ou mais partes intermediárias. Adicionalmente, como empregado nesta, a afirmação “duas ou mais partes estão anexadas” significa que estas partes estão ligadas diretamente.

[0024] Como empregado nesta, o termo “polímero cristalino líquido” se refere a um material moldável (e.g., sem limitação, moldável por injeção), sendo ambos termicamente condutivo e eletricamente não-condutivo (e.g., um isolante elétrico) apresentando propriedades dielétricas, expressamente incluindo, sem-limitação, CoolPoly® D5506 da Cool Polymers Inc., localizada em Circuit Drive 51, North Kingstown, Rhode Island 02852.

[0025] Como empregado nesta, o termo “gerenciado” ou “gerencia” significa manuseado ou dirigido com um certo grau de habilidade, trabalhado para ser alterado para um propósito, ou bem sucedido com respeito a realização ou obtenção de um certo propósito.

[0026] As figuras 1 e 2 mostram um conjunto matriz 100 para um sistema elétrico, tal como, por exemplo, sem limitação, uma unidade de distribuição de energia elétrica (PDU de Power Distribution Unit) (figura 1) para uma aeronave (e.g., sem limitação aeronave, helicóptero) (parcialmente mostrado em linha tracejada em forma simplificada com número de referência 200 na figura 1). O sistema elétrico 2 geralmente inclui um envoltório 4, e um número de componentes condutores de corrente 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 alojados no envoltório 4. Deve ser apreciado que, para simplificar a ilustração e abreviar a descrição, a unidade de distribuição de energia elétrica 2, no exemplo da figura 1, é mostrada tendo a cobertura do envoltório 4 removida para mostrar estruturas internas, e ainda tendo várias estruturas internas removidas. Também será apreciado que, conquanto o conjunto matriz exemplar, não limitante 10 ilustrado e descrito aqui, inclua componentes condutores de corrente na forma de condutores elétricos, incluindo membros de barramento 6, 8, 10, 12, fusíveis 14, 16, e aparelho disjuntor elétrico 18, tal como, por exemplo, o relê 18 mostrado nas figuras 1 e 2, qualquer número, tipo, e/ou configuração alternativa, adequada ou conhecida, de componentes condutores de corrente, diferentes daqueles ilustrados e descritos, poderão ser empregados, sem sair do escopo do conceito descrito.

[0027] O conjunto matriz 100 inclui um membro matriz 102 que permite que o projeto do sistema elétrico 2 seja substancialmente melhorado em relação a um projeto da técnica anterior. Especificamente, o membro matriz 102 é um polímero cristalino líquido termicamente condutivo que pode ser moldável (e.g., sem limitação, por injeção) em qualquer forma ou configuração desejada. Em uma configuração exemplar nãolimitante, o polímero cristalino líquido termicamente condutivo preferivelmente é CoolPoly® D5506, da Cool Polymers, Inc localizada em Circuit Drive 51, North Kingstown, Rhode Island 02852. CoolPoly®D5506 tem uma condutividade térmica preferivelmente de cerca de 1 W/mk a 20 W/mk, mais preferivelmente, cerca de 10 W/mk. CoolPoly® D5506 também é eletricamente não-condutivo, e vantajosamente emprega propriedades dielétricas. Conseqüentemente, conquanto projetos de unidade de distribuição de energia elétrica conhecidos requeiram um compartimento elétrico separado e um membro de painel de suporte eletricamente isolante, tal como, de melamina ou de outro plástico termofixo adequado termicamente não-condutivo, o membro matriz 102 do conjunto matriz 100 descrito provê condutividade térmica e isolação elétrica em um único membro, daí eliminando o requisito de uma pluralidade de estruturas separadas. Isto, por sua vez, simplifica o projeto global da unidade de distribuição de energia elétrica 2, e provê uma redução de peso vantajosa. Adicionalmente, como será discutido em detalhes, a condutividade térmica do membro matriz 102 funciona como dissipador térmico, para reduzir a quantidade de calor gerada no sistema elétrico 2 por componentes condutores de corrente (e.g. membros de barramento elétrico 6, 8, 10, 12, fusíveis 14, 16, aparelho disjuntor elétrico 18), removendo o calor via membro matriz de polímero cristalino líquido termicamente condutivo 102 para a estrutura da aeronave 200 (figura 1), feita a partir de um material termicamente condutivo, tal como Alumínio. Por conseguinte, a temperatura do sistema elétrico 2 é vantajosamente reduzida, permitindo a correspondente redução da resistência elétrica dos componentes condutores de corrente. Conseqüentemente, melhorando o desempenho do sistema. Por exemplo, sem limitação, em vista da resistência elétrica reduzida, é possível usar menos cobre ou outros materiais eletricamente condutivos, resultando uma economia adicional de peso, e também sendo possível empregar componentes condutores de corrente, tal como, por exemplo, sem limitação, aparelhos disjuntores elétricos adequados (e.g. sem limitação, disjuntores de circuito de aeronave), sem precisar baixar substancialmente a capacidade dos mesmos.

[0028] O membro matriz 102 do conjunto matriz 100 inclui uma porção geralmente plana 102, uma pluralidade de pontos de anexação 106, 108, 110, 112, e uma pluralidade de pontos de montagem 114, 116. Os pontos de anexação 106, 108, 110, 112, preferivelmente, são porções moldadas (e.g. sem limitação, bossas moldadas) do membro matriz 102 estruturadas para anexar os componentes condutores de corrente 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 à porção geralmente plana 104, como mostrado. Similarmente, os pontos de montagem 1140, 116 são preferivelmente porções moldadas (e.g. sem limitação, bossas moldadas) do membro matriz 102, que são estruturadas para anexar a porção geralmente plana 104 à estrutura termicamente condutiva, acima mencionada (ver, por exemplo, a estrutura de alumínio da aeronave 200 parcialmente mostrada em forma simplificada em linhas tracejadas na figura 1). Será apreciado que apenas alguns dos pontos de anexação 106, 108, 110, 112 e pontos de montagem 114, 116 são mostrados e descritos na especificação para simplificar a ilustração e abreviar a descrição. O membro matriz 102 poderá, no entanto, ter qualquer número, tipo, e/ou configuração conhecida ou adequada de pontos de anexação e/ou pontos de montagem, sem sair do escopo do conceito descrito.

[0029] Por meio de um exemplo não limitante, nas figuras 1 e 2, o membro de barramento elétrico 6 é anexado ao membro matriz 2 do conjunto matriz 100 nos pontos de anexação 106, 108, 110. Um fixador adequado 118 é empregado para fixar o membro de barramento elétrico 6 a cada ponto de anexação adequado 106 do membro matriz 102. Ver, por exemplo, o fixador 120, que fixa o membro de barramento elétrico 12 ao correspondente ponto de anexação (oculto nas figuras 3 e 4, mas aparente nas figuras 3 e 4) do membro matriz 102. Será apreciado que numerosos fixadores e componentes (e.g., sem limitação, condutores elétricos, componentes condutores de corrente) não são mostrados nas figuras 1 e 2, para simplificar a ilustração e abreviar a descrição. Em vista do exposto, será apreciado que os componentes condutores de corrente (e.g., sem limitação, membros de barramento 6, 8, 10, 12, fusíveis 14, 16, aparelho disjuntor elétrico 18) são, na maior parte dos casos, diretamente anexados ao membro matriz 102. Isto se torna possível usando as propriedades de polímero cristalino líquido termicamente condutivo acima mencionadas, e, particularmente, propriedades de condutividade térmica e isolação dielétrica combinadas.

[0030] Ainda com referência à figura 1, será apreciado que o envoltório 4 do sistema elétrico 2 inclui um interior 20 e um exterior 22, respectivamente. Uma porção do membro matriz 102 do conjunto matriz 100 se estende para fora do interior 20 do envoltório 4 para o exterior 22, de modo que os pontos de montagem 114, 116 do membro matriz 102, acima mencionados, fiquem dispostos no exterior 22 do envoltório 4. Conseqüentemente, será apreciado que o membro matriz 102 é estruturado para transferir o calor gerado pelos componentes condutores de corrente 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, a partir dos componentes condutores 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, que estão substancialmente dispostos no interior 20 do envoltório 4, como mostrado. Especificamente, o membro matriz funciona como dissipador de calor, transferindo o calor, através do membro matriz 102, para o exterior 22 do envoltório 4, e, em particular, através dos pontos de montagem 114, 116, para a estrutura de fuselagem, acima mencionada 200 (figura 1), que é feita a partir de um material termicamente condutor, tal como Alumínio. Assim, o conjunto matriz 100 efetivamente remove o calor do sistema elétrico 2, reduzindo sua temperatura de operação, aumentando o desempenho do sistema, e reduzindo o peso.

[0031] O membro matriz 102 preferivelmente adicionalmente inclui um número de dissipadores de calor estruturado, que, no exemplo mostrado e descrito, consiste de uma pluralidade de projeções ou nervuras 124, 126, 128, 130 que se estende para fora, a partir da porção plana 104 do membro matriz 102, e, daí, adicionalmente aumentando a área superficial e a capacidade de transferência de calor do membro matriz 102. Cada uma das projeções (ver, por exemplo, nervuras 124, 126, 128, 130) é estruturada para se estender para fora a partir de um correspondente ponto de anexação (ver, por exemplo, pontos de anexação 110, 112) para transferir (e.g. canalizar) o calor gerado pelos componentes condutores de calor (ver, por exemplo, membro de barramento elétrico 6 e fusível 14 das figuras 1 e 2) para longe dos componentes condutores de corrente 6, 14 das figuras 1 e 2). Preferivelmente, as nervuras 124, 126, 128, 130 ao fim se estendem entre pelo menos alguns dos pontos de anexação 110, 112 e os pontos de montagem (ver, por exemplo, ponto de montagem 114 e nervura 130), daí, adicionalmente facilitando a transferência de calor a partir dos componentes condutores de corrente 6, 14 (figuras 1 e 2), através das nervuras 124, 126, 128, 130, para os pontos de montagem 114, 116 e para a estrutura de fuselagem termicamente condutiva 200 (figura 1). Em outras palavras, adicionalmente a aumentar a área superficial do membro matriz 102, as nervuras 124, 126, 128, 130 ou outras estruturas dissipadoras de calor adequadas (não mostradas) (e.g., sem limitação, aletas (não mostradas)) funcionam para efetivamente canalizar ou direcionar o calor, como desejado, com respeito ao membro matriz 102, e componentes anexados ao mesmo.

[0032] Como mostrado na figura 2, o sistema elétrico exemplar 2 adicionalmente inclui um placa de circuito impresso 24, no qual os membros de barramento elétrico 6, 8, 10, 12, fusíveis 14, 16, e relê 18 são anexados ao primeiro lado 132 do membro matriz 102, e a placa de circuito impresso 24 é anexada ao segundo lado 134, geralmente oposto ao primeiro lado 132. Como discutido anteriormente, no entanto, será apreciado que o membro matriz 100 poderia empregar qualquer número, tipo, ou configuração alternativa, conhecida ou adequada, de condutores elétricos, componentes condutores de corrente, placas de circuito impresso, e/ou outros componentes conhecidos ou adequados, sem sair do escopo do conceito descrito.

[0033] Conseqüentemente, entre outros benefícios, o conjunto matriz descrito 100 simplifica o projeto global e a complexidade do sistema elétrico 2, reduz o peso, provê uma efetiva isolação dielétrica, e gerencia termicamente o sistema elétrico 2 de modo efetivo, transferindo o calor gerado pelos componentes condutores de corrente no interior 20 do envoltório do sistema elétrico 4 para o exterior 22, e, particularmente, para a estrutura de fuselagem 200 (figura 1), para usar vantajosamente a substancial área superficial e a capacidade de dissipação térmica da estrutura de fuselagem termicamente condutiva 200.

[0034] O sistema elétrico (ver, por exemplo, sem limitação, unidade de distribuição de energia elétrico de aeronave 2 da figura 1) preferivelmente inclui um número de aspectos e estruturas únicas adicionais, que serão descritas em seguida. Especificamente, em adição ao conjunto matriz 100 acima mencionado, o sistema elétrico 2 preferivelmente adicionalmente inclui um aparelho disjuntor elétrico, tal como, por exemplo, disjuntores de circuito de aeronave ou disjuntores de circuito subminiatura 300 e 500 (não mostrados na figura 1 e figuras 5 a 8), fazendo parte de um módulo de proteção de circuito 400 (figura 1 e figuras 5 a 8). Será apreciado, no entanto, que o módulo de proteção de circuito 400 e o aparelho disjuntor elétrico 300 do mesmo poderiam ser empregados de modo independente do conjunto matriz 100 acima mencionado (figuras 1 a 4).

[0035] Como mostrado na figura 1 e figuras 5 a 8, o módulo de proteção de circuito 400 geralmente inclui um membro de painel 402 e uma pluralidade de aparelhos disjuntores elétricos 300, 500, acima mencionados (e.g. sem limitação, disjuntores de circuito de aeronave ou disjuntores subminiatura), que são mecanicamente acoplados e termicamente anexados (e.g., fazendo comunicação térmica direta) ao membro de painel 402. Para simplificar a ilustração e abreviar a descrição, apenas um ou mais dos disjuntores de circuito 300 serão descritos em detalhes. Especificamente, como melhor mostrado nas figuras 6 a 8, cada um dos disjuntores de circuito 300 inclui um alojamento 302, contatos separáveis 304 (em forma simplificada na figura 8) alojados no alojamento 302, um mecanismo operativo 306 (em forma simplificada na figura 8) para abrir e fechar os contatos separáveis 304 (figura 8) e um elemento de montagem 308 estruturado para anexar o alojamento de disjuntor de circuito 302 ao membro de painel 402.

[0036] O alojamento de disjuntor de circuito 302 é feito a partir de um polímero cristalino líquido termicamente condutivo, preferivelmente tendo condutividade térmica e propriedades isolantes termoelétricas substancialmente similares a um polímero cristalino líquido (e.g., sem limitação, CoolPoly D5506) previamente discutido com respeito ao membro matriz 102 (figuras 1 a 4). Conseqüentemente, o alojamento de disjuntor de circuito termicamente condutivo 302 efetivamente transfere o calor gerado pelos contatos separáveis 304 (figura 8) através do alojamento 302, a partir dos contatos separáveis 304 (figura 8), através do alojamento 302 e elemento de montagem 308, e para o membro de painel 402. O membro de painel 402 também pode ser feito a partir de um material termicamente condutivo, tal como, por exemplo, sem limitação, Alumínio. Os elementos de montagem são feitos a partir de um material termicamente condutivo, tal como, por exemplo, e sem limitação, Alumínio. Ou seja, o membro de painel termicamente condutivo 402 é uma estrutura de aeronave termicamente condutiva de Alumínio, ou anexada diretamente ou indiretamente a uma estrutura descarrega termicamente condutiva, para prover uma trajetória térmica uma área superficial substancial para transferir, e, por conseguinte, dissipar o calor, que de outra forma seria aprisionado no alojamento de disjuntor de circuito 302. Como previamente discutido, efetivamente controlando (e.g., sem limitação reduzindo) a temperatura de operação associada aos disjuntores de circuito 300, a resistência elétrica, por exemplo, sem limitação, a resistência elétrica de um fio de cobre (ver, por exemplo, o fio 602 do circuito elétrico 600, parcialmente mostrado conectado eletricamente ao aparelho disjuntor elétrico 300 nas figuras 1 e 8) ou outro condutor elétrico adequado.

[0037] Conseqüentemente, o desempenho do aparelho disjuntor elétrico 300 e do sistema elétrico 2 (figura 1) em geral resulta melhorado. Em outras palavras, transferindo efetivamente, e, por conseguinte, reduzindo o calor associado aos disjuntores de circuito 300, canalizando (e.g. transferindo) este calor para o membro de painel 402 e/ou para outras estruturas da fuselagem da aeronave que são termicamente condutivas e têm uma área superficial substancial para dissipar este calor, não é necessário baixar a capacidade dos contatos elétricos separáveis 300. Ou seja, como o calor, e, por sua vez, a resistência elétrica dos condutores elétricos (e.g., sem limitação, fio de cobre 602) são controlados, um disjuntor de circuito 300 relativamente menor pode ser empregado, em razão do melhor desempenho elétrico do disjuntor de circuito 300, que, por sua vez, vantajosamente provê um sistema elétrico 2 (figura 1) e módulo de proteção de circuito 400 (figuras 1 e figuras 5 a 8) para o mesmo, mais leves e economicamente mais vantajosos.

[0038] Ainda com referência às figuras 6 a 8, o alojamento 302 do disjuntor de circuito exemplar 300 inclui primeira e segunda extremidades opostas 310, 312 e primeiro e segundo lados opostos 314, 316 (ambos mostrados nas figuras 6 e 7). O elemento de montagem 308 anexa a primeira extremidade 310 do alojamento de disjuntor de circuito 302 ao membro de painel 402. Mais especificamente, o elemento de montagem preferivelmente é um suporte de montagem termicamente condutivo 308, incluindo uma porção de anexação 320 e uma pluralidade de projeções 322, 324, 326, 328, que se estendem para fora do mesmo. A porção de anexação 320 é anexada ao membro de painel 402. Cada uma das projeções 322, 324, 326, 328 é anexada ao alojamento de disjuntor de circuito 302, em torno ou no correspondente lado dentre os primeiro e segundo lados 314, 316 do mesmo. Assim, provê-se um contato direto que centra uma trajetória térmica entre o alojamento de disjuntor de circuito 302, o elemento de montagem 308, e o membro de painel 402.

[0039] No exemplo mostrado e descrito aqui, o suporte de montagem 308 inclui primeira, segunda, terceira, e quarta projeções 322, 324, 326, 328; sendo que a primeira projeção 322 é anexada à primeira extremidade 310 do alojamento de disjuntor de circuito 302 em torno ou na primeira borda 330 do alojamento 302, a segunda projeção 324 é anexada à primeira extremidade 310 em torno ou na segunda borda 332, a terceira projeção 326 é anexada à primeira extremidade 310 em torno ou na terceira borda 334, e a quarta projeção 328 é anexada à primeira extremidade 310 em torno ou na quarta borda 336. Será apreciado, no entanto, que qualquer número e/ou configuração alternativa, conhecida ou adequada, de projeções e/ou elementos de montagem pode ser empregado, sem sair do escopo do conceito descrito.

[0040] O membro de painel 402 do módulo de proteção de circuito exemplar 400 inclui um lado interno 404 e um lado externo 406; sendo que o lado externo 406 é disposto oposto ao lado interno 404. O mecanismo operativo 306 (figura 8) do disjuntor de circuito 302 inclui o atuador 340 que se estende para fora da primeira extremidade 310 do alojamento de disjuntor de circuito 302, através do membro de painel 402, como mostrado nas figuras 1, 5, 7, 8. O atuador 340 (e.g., sem limitação, botão de apertar, chave de pivotar (não mostrada)) é móvel entre uma primeira posição (mostrada em linha cheia na figura 8), que corresponde aos contatos separáveis 304 (figura 8) no estado aberto, e uma segunda posição (parcialmente mostrada em linha tracejada na figura 8), que corresponde aos contatos separáveis 304 (figura 8) no estado fechado.

[0041] Assim deve ser apreciado que os disjuntores de circuito 300 descritos são substancialmente dispostos atrás de um membro de painel 402 do módulo de proteção de circuito 400, mas dispostos anexos e se comunicando termicamente com o interior 404 do membro de painel 202. Daí, o módulo de proteção de circuito 400 funciona para efetivamente dissipar o calor dos disjuntores 300 e reduzir resistência elétrica entre os vários circuitos 600 (por exemplo, sem limitação, circuito elétrico 600 e fios 600 do mesmo, parcialmente mostrados nas figuras 1 e 8).

[0042] Embora configurações específicas do conceito descrito tenham sido descritas em detalhes, aqueles habilitados na técnica apreciarão que várias modificações e alternativas àqueles detalhes poderão ser desenvolvidas à luz dos ensinamentos gerais contidos nesta especificação. Conseqüentemente, os arranjos particulares descritos provêem um caráter meramente ilustrativo, sem limitar de nenhuma forma o escopo do conceito descrito, que será dado em sua total abrangência nas reivindicações anexas, e em qualquer e todos seus equivalentes.
Lista de caracteres de referência
2 sistema elétrico
4 envoltório
6 barramento elétrico
8 barramento elétrico
10 barramento elétrico
12 barramento elétrico
14 fusível
16 fusível
18 aparelho disjuntor elétrico
20 interior
22 exterior
24 placa de circuito impresso
100 conjunto matriz
102 membro matriz
104 porção geralmente plana
106 ponto de anexação
108 ponto de anexação
110 ponto de anexação
112 ponto de anexação
114 ponto de montagem
116 ponto de montagem
118 fixador
120 fixador
122 fixador
124 nervura
126 nervura
128 nervura
130 nervura
132 primeiro lado
134 segundo lado
200 estrutura da célula
300 aparelho disjuntor elétrico
302 alojamento
304 contatos elétricos separáveis
306 mecanismo operativo
308 elemento de montagem
310 primeira extremidade de alojamento
312 segunda extremidade de alojamento
314 primeiro lado de alojamento
316 segundo lado de alojamento
320 porção de junção
322 primeira projeção
324 segunda projeção
326 terceira projeção
328 quarta projeção
330 primeira borda
332 segunda borda
334 terceira borda
336 quarta borda
340 atuador
400 módulo de proteção de circuito
402 membro de painel
404 lado interno
406 lado externo
410 ressalto de montagem
412 ressalto de montagem
500 aparelho disjuntor elétrico
600 circuito elétrico
602 fio.

Claims

Módulo de proteção de circuito para um sistema elétrico, o citado módulo de proteção de circuito (400), compreendendo:
- - um membro de painel (402); e
- - pelo menos um aparelho disjuntor elétrico (300, 500) compreendendo:
- - um alojamento (302);
- - contatos separáveis (304) alojados pelo alojamento (302);
- - um mecanismo operativo (306) para abrir e fechar os citados contatos separáveis (304); e
- - um elemento de montagem (308) anexando o alojamento (302) ao citado membro de painel (402),
sendo que o alojamento (302) é um polímero cristalino líquido termicamente condutivo, e
caracterizado pelo fato de o citado membro de painel (402) e o citado elemento de montagem (308) serem termicamente condutivos; sendo que o alojamento (302) do citado pelo menos um aparelho disjuntor elétrico (300) ser estruturado para transferir o calor gerado pelos citados contatos separáveis (304) a partir dos citados contatos separáveis (304), através do alojamento (302) e do citado elemento de montagem termicamente condutivo (308), e no citado membro de painel termicamente condutivo (402).
Módulo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado polímero cristalino líquido termicamente condutivo ter uma condutividade térmica de 1 W/mk a 20 W/mk; e sendo que o alojamento (302) é estruturado para prover transferência de calor e isolação dielétrica.
Módulo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o alojamento (302) compreender uma primeira extremidade (310) e uma segunda extremidade (312) disposta oposta e distal da primeira extremidade (310), um primeiro lado (314) e um segundo lado (316) disposto oposto ao primeiro lado (314); sendo que o citado elemento de montagem (308) é um suporte de montagem termicamente condutivo (308); sendo que o citado suporte de montagem termicamente condutivo (308) compreende uma porção de anexação (320) e uma pluralidade de projeções (322, 324, 326, 328) se estendendo para fora da citada porção de anexação (320); sendo que a citada porção de anexação (320) é anexada ao citado membro de painel (402); e sendo que cada uma das citadas projeções (322, 324, 326, 328) é anexada ao alojamento (302) em torno de ou em um lado dentre os primeiro e segundo lados (314, 316).
Módulo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de as citadas projeções serem uma primeira projeção (322), uma segunda projeção (324), uma terceira projeção (326), e uma quarta projeção (328); sendo que o alojamento (302) adicionalmente compreende uma primeira borda (330), uma segunda borda (332), uma terceira borda (334), e uma quarta borda (336); sendo que a citada primeira projeção (322) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento (302) em torno da ou na citada primeira borda (330); sendo que a citada segunda projeção (324) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento (302) em torno da ou na citada segunda borda (332); sendo que a citada terceira projeção (326) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento (302) em torno da ou na citada terceira borda (334); e sendo que a citada quarta projeção (328) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento (302) em torno da ou na citada quarta borda (336).
Módulo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o citado membro de painel (402) incluir um lado interno (404) e um lado externo (406) disposto oposto ao lado interno (404); sendo que o citado mecanismo operativo (306) do citado pelo menos um aparelho disjuntor elétrico (300, 500) inclui um atuador (340) se estendendo para fora da primeira extremidade (310) do alojamento (302); sendo que o citado atuador (340) é móvel entre uma primeira posição que corresponde aos citados contatos separáveis (304) no estado aberto e uma segunda posição que corresponde aos citados contatos separáveis no estado fechado; sendo que o alojamento (302) de cada um dos citados pelo menos um aparelho disjuntor elétrico (300, 500) é anexado ao lado interno (404) do citado membro de painel (402); e sendo que pelo menos uma porção do citado atuador (340) se estende através do citado membro de painel (402) para ser acessível no lado externo (406) do citado membro de painel (402).
Sistema elétrico, compreendendo:
- - uma pluralidade de circuitos elétricos (600); e
- - um módulo de proteção de circuito (400) compreendendo:
- - um membro de painel (402); e
- - uma pluralidade de aparelho disjuntor elétrico (300, 500) (300, 500), cada um dos citados aparelho disjuntor elétrico (300, 500) (300, 500) compreendendo:
- - um alojamento (302); - contatos separáveis (304), alojados pelo alojamento (302),
- - um mecanismo operativo (306) para abrir e fechar os citados contatos separáveis (304), e
- - um elemento de montagem (308), anexando o alojamento (302) ao citado membro de painel (402),
sendo que o alojamento (302) é um polímero cristalino líquido termicamente condutivo, e
caracterizado pelo fato de o citado membro de painel (402) e o citado elemento de montagem (308) serem termicamente condutivos; sendo que o alojamento (302) de cada citado aparelho disjuntor elétrico (300, 500) ser estruturado para transferir o calor gerado pelos citados contatos separáveis (304) a partir dos citados contatos separáveis (304), através do alojamento (302) e dos citados elemento de montagem termicamente condutivo (308), e no citado membro de painel termicamente condutivo (402).
Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o citado polímero cristalino líquido termicamente condutivo ter uma condutividade térmica de 1 W/mk a 20 W/mk; e sendo que o alojamento (302) provê transferência de calor e isolação dielétrica.
Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o alojamento (302) compreender uma primeira extremidade (310), uma segunda extremidade (312), disposta oposta e distal da primeira extremidade (310), um primeiro lado (314), e um segundo lado (316), disposto oposto ao primeiro lado (314); sendo que o citado elemento de montagem (308) é um suporte de montagem termicamente condutivo (308); sendo que o citado suporte de montagem termicamente condutivo (308) compreende uma porção de anexação (320) e uma pluralidade de projeções (322, 324, 326, 328) se estendendo para fora da citada porção de anexação (320); sendo que a citada porção de anexação (320) é anexada ao citado membro de painel (402); e sendo que cada uma das citadas projeções (322, 324, 326, 328) é anexada ao alojamento (302) em torno de ou no corresponde lado dentre os primeiro e segundo lados (314, 316).
Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de as citadas projeções serem uma primeira projeção (322), uma segunda projeção (322), uma terceira projeção (326), e uma quarta projeção (328); sendo que o alojamento (302) adicionalmente compreende uma primeira borda (330), uma segunda borda (332), uma terceira borda (334), e uma quarta borda (336); sendo que a citada primeira projeção (322) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento (302) em torno da ou na citada primeira borda (330); sendo que a citada segunda projeção (324) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento 302 em torno da ou na citada segunda borda (332); sendo que a citada terceira projeção (326) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento (302) em torno da ou na citada terceira borda (334); e sendo que a citada quarta projeção (328) é anexada à primeira extremidade (310) do alojamento (302) em torno da ou na citada quarta borda (336).
Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o citado membro de painel (402) incluir um lado interno (404) e um lado externo (406) disposto oposto ao lado interno (404); sendo que o citado mecanismo operativo (306) inclui um atuador (340) se estendendo para fora a partir da primeira extremidade (310) do alojamento (302); sendo que o citado atuador (340) é móvel entre uma primeira posição que corresponde aos citados contatos separáveis (304) no estado aberto, e uma segunda posição que corresponde aos citados contatos separáveis (304) no estado fechado; sendo que o alojamento (302) é anexado ao lado interno (404) do citado membro de painel (402); e sendo que pelo menos uma porção do citado atuador (340) se estende através do citado membro de painel (402) para ser acessível no lado externo (406) do citado membro de painel (402).