CN100448744C - 在飞机内加热地板的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于飞机的地板加热设备，该飞机具有由能够加热的板(18)制成的地板(20)。为了能够以节约能量的方式加热板(18)，该板设置有从中穿过的中空腔室，其中用于因冷却飞机的电子设备而产生的温暖废气的供应管线(28)连接到第一中空腔室(26)，当该地板加热系统工作时，该供应管线将热空气传输到该第一中空腔室(26)。

Description

在飞机内加热地板的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种在飞机内加热地板的设备和方法。
背景技术
由于地板和飞机结构之间直接接触，热量从机舱区域散发到外蒙皮。当飞机处于正常飞行高度时或者处于地面上而天气很冷时，周围温度很低，这种热量损失意味着飞机地板会冷下来。那么在客运飞机中，乘客会容易感到脚部寒冷，而在货运飞机中，甚至会在地板上结冰。为了解决这些问题，实践中通常借助于电加热垫加热地板。然而，利用这些加热垫覆盖整个地板表面或至少其大部分是昂贵的，此外，在工作过程中这些加热垫需要大量电力，这些电力必须在飞机内产生，从而增加了飞机燃料消耗。
发明内容
本发明的目的是提供一个用于加热飞机地板的改进方案，如果可能，该方案应当在不产生额外电流的情况下得以实现。
根据本发明，该问题是通过用于飞机的地板加热装置以及借助于用于加热飞机地板的方法而解决。
一方面，本发明提供一种用于飞机的地板加热设备，该飞机包括由能够加热的板制成的地板，其中，在所述板的内部形成有第一中空腔室，并且第一中空腔室延伸过所述板，从而由所述板形成的所述地板包括有多个第一中空腔室；并且所述地板还包括供应管线，供应管线连接到所述第一中空腔室并用于因冷却飞机的电子设备而产生的温暖废气。
另一方面，本发明提供一种用于飞机的地板加热方法，其中，将冷却飞机内的电子设备而产生的温暖废气传输通过位于形成地板的板内部的中空腔室，其中，所述地板包括多个中空腔室。
根据本发明的方法利用了以下事实：如今，在飞机内设置有各种电子设备，这些电子设备利用空气冷却以保证正确的功能。产生于在飞机内冷却电子设备的此温暖废气可几乎无成本地进行利用，并且根据本发明提出的方法，该废气传送过构成飞机地板的板内的中空腔室。以此方式，飞机地板用作在热的电子废气和冷的飞机结构之间的热交换器，由此在地板表面获得了使乘客感到舒适的、以及在货运飞机中防止在地板上结冰的温度。
优选地，温暖的废气沿着飞机的长度传输过地板，并且优选与飞行方向相反。这使得能够并且容易地在热空气在流经形成地板的板的中空腔室后，将温暖的热空气传送通过飞机货物保持门的地板，从而该地板也被加热。根据本发明提出的方法的示例，温暖的废气在流经货物保持门的地板之后流出并进入飞机机身。当然，可选地，还可设置其他用于加热地板和货物保持门的对温暖的废气进行处理的装置。
利用根据本发明的方法的特别优选的方式，温暖废气源于本领域的技术人员经常所称的飞机的“航空电子设备舱”，在航空电子设备舱内保存了大量的电子设备。这种类型的航空电子设备舱通常位于飞机的前部、飞机的驾驶员座舱之下。当然，根据本发明，任何产生于电子部件冷却的温暖废气均可使用，以加热地板和/或货物保持门。根据该情况，需要数条通往地板和/或货物保持门的供应管线，以将温暖废气从电子部件的不同位置输送到地板和/或货物保持门。
如果在飞机内因冷却电子设备而产生的温暖废气不够热并且/或者无法达到足够的数量以如需要那样加热地板和/或者货物保持门，根据本发明方法的进一步的改进提出，将温暖的电子废气与热的引擎漏气混合。可获得足够数量的热的引擎漏气。优选地，在将温暖的电子废气供应到地板的中空腔室之前就混入热的引擎漏气。
利用根据本发明的方法的微小改进形式，在飞机内因冷却电子设备而产生的废气与热的引擎漏气在两个点混合，一个点在废气用来加热地板之前，而另一个点在废气用来加热货物保持门之前——如果这样那么是在其已经流过地板之后。以此方式，分别的热量可供应到地板和货物保持门。
作为混入热引擎漏气的方案的一个可选的方案和/或者附加方案，如果存在于电子废气中的热量不足以满足加热地板和/或货物保持门的需要，构成地板和/或货物保持门的相应元件的板中设置有额外的电加热装置。以此方式，额外的电加热装置仅产生对于加热地板和/或货物保持门所需的必需的额外的热量，从而根据本发明的方法的此方式相对于现有的完全基于电的解决方案更节约能量。
根据本发明的方法的一个优选的方式，在门或者货物保持门的板内产生强迫流动，例如通过通风器或类似装置，以改善和均匀化热传递。
根据本发明的用于飞机的地板加热装置包括连续的第一中空腔室，这些腔室形成在构成飞机地板的板内。与第一中空腔室相关联的是用于在飞机内因冷却电子设备而产生的温暖废气的供应管线。以此方式，上述温暖空气可特别用来加热飞机地板。
优选地，在板内的第一中空腔室沿着飞机的长度延伸。温暖的废气可然后逆着飞行方向流经地板，并且可在货物保持端或飞机座舱处用来加热另外的部分。为此目的，根据本发明用于地板加热的另一方式，第一中空腔室与设置在飞机货物保持门的地板内的第二中空腔室流动连通。在流经第一中空腔室并且同时加热了地板之后，温暖废气可然后流经货物保持门的第二中空腔室以同样加热后者。该第二中空腔室可自由导出(lead out)并进入飞机机身，但是，也可为来自第二中空腔室的废气设置独立的出口管线。
利用根据本发明的地板加热的优选方式，与第一中空腔室相关联的供应管线用来连接第一中空腔室和飞机的前述航空电子设备舱。如果因冷却电子设备而产生的温暖废气从另外一点或从在飞机内的几个点处输送到第一中空腔室，供应管线必须与该点或这些点流动连通。还可使用数个独立的供应管线，这些供应管线均将温暖的电子废气从电子设备的位置点传输到第一中空腔室。
根据本发明的地板加热的另一改进，提供了连接第一中空腔室与热引擎漏气的附加的供应管线。如果可用的电子废气不够，不管是在数量还是/或者温度方面，来自另一源的额外的温暖空气——其可足量获得——可由此补充到第一中空腔室。如果需要，热的引擎漏气也可在没有任何电子废气的情况下加热地板和/或者货物保持门。有利地，附加的供应管线这样定位：可在进入第一中空腔室之前将热的引擎漏气与在飞机内因冷却电子设备产生的废气混合。如果需要或者期望这样，供应管线可包括调节阀，该调节阀与温度传感器联合起来设定了预定的混合温度，电子废气和热的引擎漏气的混合气在此温度下流入第一中空腔室。
可选地，热的引擎漏气可在数个点处与在飞机内因冷却电子设备而产生的温暖废气混合，例如，在废气进入第一中空腔室之前混合，以及在废气进入第二中空腔室之前再一次混合。用于混合引擎漏气的数量调节的一个简单的可能性是以如下方式选择供应管线或供给管线的相应的流动截面——热的引擎漏气通过这些管线传送到混合点——可流经该管线的最大热量是所需热量。
通过设置用于混合热的引擎漏气的两个或更多的点，可分别设定例如地板和货物保持门的温度。
可选地，如果温暖的电子废气不足以加热地板和/或货物保持门，可向构成地板和/或货物保持门的板提供额外的电加热。该额外的电加热可例如借助于常规的电加热垫提供，该电加热垫位于构成地板的板的上侧和/或下侧。若地板的上侧需要承受很重的载荷，电加热垫优选仅设置在板的下侧。
根据另一可选方式，还可以通过整合到地板和货物保持门的中空的腔室的电加热线圈或加热线提供附加的电加热装置。该实施方式可用作上述通过电加热垫的附加加热装置的一个替代方式，或二者同时使用。
即使相应于上述可选方式提供了附加的电加热装置，根据本发明的地板加热仍然比仅使用电加热垫的常规加热更经济，因为，根据本发明，仅有在电子废气中已经提供的热量之外的那部分热量需要通过电产生。
为了改善和均匀化热量传递，根据本发明地板加热的一个优选方式，通风器设置在地板和/或货物保持门的中空腔室内，这些通风器产生了通过中空腔室的温暖空气的强迫流动。
为了增加根据本发明的地板加热的功效，构成地板的板优选与支撑地板的任何结构隔热，以减少从所述板到所述结构的热损失。为了进一步增加功效，所述板在其下侧没有与支撑地板的结构接触的点设置有绝热装置。该绝热装置可例如呈板或垫的形式，并且可由一般为本领域技术人员所熟知的为此特别目的的材料制成。然而，为了使所述板与支撑地板的结构隔热，优选选择一层刚性绝热材料，从而地板的承载能力没有受到负面影响。
利用根据本发明的地板加热的所有示例，构成地板的板优选为通过挤压成型——特别是通过连续挤压成型——而制造的轮廓元件。在所有这些轮廓元件中，所需的用于输送温暖的废气的中空腔室作为挤压成型过程的一部分而具成本效益地进行制造。
附图说明
接下来将参考附图更详细地描述本发明的示例，其中：
图1示出了货运飞机示意性的、局部切除了的侧视图；
图2示出了穿过地板系统的一部分的纵向剖面，其将货物保持装置从飞机舱底分离；以及
图3示出了穿过图2的地板系统的横截面。
具体实施方式
图1概略示出了一个货运飞机的机身10。在机身10的前端有一个驾驶员座舱部分12，在该座舱部分12之下有一个航空电子设备舱14，在该舱内保存了大量的用于飞机的电子设备。术语“电子设备”在这里意指，例如用于飞机导航所需的电子设备以及用于控制飞机内的多个部件的电子设备。
沿着飞机的长度，在驾驶员座舱之后和航空电子设备舱14之后，有一个占据了机身10最大部分的货物保持装置16。货物保持装置16具有由板18制成的地板20，该地板20将货物保持装置16与位于地板20下面的舱底22分开。
在尾部，在机身10的下部，存在有一个货物保持舱口或门24，其在图1中处于关闭位置，而其在打开位置时用作一个坡道，借助于该坡道可从外面将货物运抵货物保持装置16。
由图2和3可更清楚地看到，板18是挤压成型的轮廓元件，其中第一中空腔室26沿着地板20的全长延伸。一般来说，这些轮廓元件由铝合金制成。
一个供应管线28在板18的前端(当沿飞行方向观察时)和航空电子设备舱14之间延伸，借助于该供应管线28，用于冷却航空电子设备舱14内的电子设备的温暖的废气可传送到第一中空腔室26。图中未示出的分配器确保了将温暖的废气均匀地分配到板18的所有第一中空腔室26。
借助于连接管线30，板18的第一中空腔室26与第二中空腔室32流动连通，其中第二中空腔室32设置在货物保持门24的地板34内。地板34是类似于地板20的板18的挤压成型的轮廓元件。在例子中示出的第二中空腔室32终止于飞机机身10。
地板20的板18通过其下侧以未示出的方式固定到支撑件36上，该支撑件36是支撑地板20的结构的一部分。支撑件36的位置一般对应着在舱板18横向延伸的座位轨道调节器38的位置，借助于该座位轨道调节器38座位可固定到地板20上。为了使板18与支撑件36在舱板18的下侧和每个支撑件36的上侧之间隔热，设置了一个由刚性绝热材料制成的层40。这里术语“刚性绝热材料”指当受到压力时不会或者至少不会显著地被压缩的绝热材料。因此其不会影响地板20的承载能力。
在位于支撑件36之间的区域，一层绝热材料42施加到板18的下侧，该层绝热材料42显著厚于刚性绝热材料层40。绝热材料42无需是刚性的，因为其不必承受压力。例如，绝热材料42可以是由聚氨酯泡沫或任何其他适于绝热的发泡材料制成，并粘在板18上。还能够在挤压成型过程中例如通过共同挤压成型将绝热材料层42与板18做成一体。为了进一步改善绝热材料层42的绝热性能，没有与板18接触的绝热材料42的外侧可覆以高反射材料层44。
在板18的上侧有一个绝热层46，形成了地板20的实际行走表面的覆盖板48位于绝热层46上。若需要，可在覆盖板48上固定地毯。
接下来，描述可加热地板系统的功能。为了冷却——一般通过风机——位于航空电子设备舱14内的电子设备，将空气注入航空电子设备舱14。空气从电子设备中吸取热量并且作为温暖的废气经过供应管线28进入地板20的板18的第一中空腔室26中。在第一中空腔室26内，温暖的废气沿长度方向并且逆着飞行方向流经整个地板20(见图2中标示流动的箭头V)。
在地板20的端部，一个没有示出的构件收集从第一中空腔室26中出来的空气并且使其通过连接管线30，若需要，借助于这里没有示出的第二分配器，空气通过该连接管线30流入第二中空腔室32，该第二分配器整合到货物保持门24的地板34内。在第二中空腔室32的端部，现在已冷却下来的空气流出并进入飞机机身。可选地，该空气可以可控的方式输送到外面。
由以上功能性描述可清楚地知道，地板20和货物保持门24的地板34均由温暖的电子废气加热到适宜的温度。若可用的电子废气对于加热地板20和/或地板34在温度和数量方面不够，可混入热的引擎漏气。

Claims (28)

1.用于飞机的地板加热设备，该飞机包括由能够加热的板(18)制成的地板(20)，其特征在于：在所述板(18)的内部形成有第一中空腔室(26)，并且第一中空腔室(26)延伸过所述板(18)，从而由所述板(18)形成的所述地板包括有多个第一中空腔室(26)；并且所述地板还包括供应管线(28)，供应管线(28)连接到所述第一中空腔室(26)并用于因冷却飞机的电子设备而产生的温暖废气。
2.如权利要求1所述的地板加热设备，其特征在于，所述飞机是货运飞机。
3.如权利要求1所述的地板加热设备，其特征在于，所述第一中空腔室(26)沿飞机的纵向在所述板(18)内部延伸。
4.如权利要求1至3中任一项所述的地板加热设备，其特征在于，所述供应管线(28)用来连接所述第一中空腔室(26)和飞机的航空电子设备舱(14)。
5.如权利要求1至3中任一项所述的地板加热设备，其特征在于，所述第一中空腔室(26)与飞机的货物保持门(24)的地板(34)内的第二中空腔室(32)流动连通。
6.如权利要求5所述的地板加热设备，其特征在于，所述第二中空腔室(32)终止于飞机的机身(10)。
7.如权利要求5所述的地板加热设备，其特征在于，另外的供应管线将所述第一中空腔室(26)连接到热的引擎漏气。
8.如权利要求7所述的地板加热设备，其特征在于，另外的供应管线将所述第二中空腔室(32)连接到热的引擎漏气。
9.如权利要求5所述的地板加热设备，其特征在于，另外的供应管线将所述第一中空腔室(26)和所述第二中空腔室(32)连接到热的引擎漏气，所述另外的供应管线的截面确定了所供应的热的引擎漏气的数量。
10.如权利要求1至3中任一项所述的地板加热设备，其特征在于，所述板(18)与支撑所述地板(20)的结构隔热。
11.如权利要求1至3中任一项所述的地板加热设备，其特征在于，所述板(18)设置有用于补充加热的电加热垫。
12.如权利要求11所述的地板加热设备，其特征在于，所述电加热垫位于所述板(18)的下侧。
13.如权利要求5所述的地板加热设备，其特征在于，在所述第一和第二中空腔室(26，32)中结合有电加热线圈或金属线用来补充加热。
14.如权利要求5所述的地板加热设备，其特征在于，在所述第一和第二中空腔室(26，32)内设置有多个通风器，以产生通过该第一和第二中空腔室(26，32)的强迫流动。
15.如权利要求1至3中任一项所述的地板加热设备，其特征在于，所述板(18)在其下侧设置有绝热装置(42)。
16.如权利要求1至3中任一项所述的地板加热设备，其特征在于，所述板(18)是通过挤压成型生产的轮廓元件。
17.如权利要求1至3中任一项所述的地板加热设备，其特征在于，所述板(18)是通过连续挤压成型生产的轮廓元件。
18.用于飞机的地板加热方法，其特征在于，将冷却飞机内的电子设备而产生的温暖废气传输通过位于形成地板的板内部的中空腔室，其中，所述地板包括多个中空腔室。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述飞机是货运飞机。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述温暖的废气沿飞机的纵向传输过地板。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述温暖的废气逆着飞行方向传输过地板。
22.如权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述温暖的废气源于所述飞机的航空电子设备舱。
23.如权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述温暖的废气在已经流经位于形成地板的板内的中空腔室之后，传输并通过所述飞机货物保持门的地板。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述温暖的废气在已经流经货物保持门的地板之后，流出并进入飞机机身内。
25.如权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述因冷却飞机的电子设备而产生的温暖的废气在传输到中空腔室之前与热的引擎漏气混合。
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述热的引擎漏气在传输到所述地板的第一中空腔室之前混入所述因冷却飞机的电子设备而产生的温暖的废气之中，另外所述热的引擎漏气在所述废气流经所述地板的所述第一中空腔室之后，但在流经所述货物保持门的第二中空腔室之前混入所述废气之中。
27.如权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，通过电力另外地加热所述形成地板的板。
28.如权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，在所述中空腔室中产生强迫流动。
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