CN105564630A - 一种用于飞机的地板以及具备这种地板的飞机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于飞机的地板(1)，地板(1)包括：面板结构(3)，其用于传递施加在地板(1)上的作用力，其中，所述面板结构(3)具有包括上侧覆盖层(7)、下侧覆盖层(9)、以及夹在上侧覆盖层(7)与所述下侧覆盖层(9)之间的芯层组件(11)；以及加热层(5)，其用于加热地板(1)，其中，所述加热层(5)设置于上侧覆盖层(7)与所述下侧覆盖层(9)之间。本发明的目的是为了提供一种应用于飞机的尽可能地简单的加热地板，其中，能够降低过热的风险以及同时在所述加热层产生的局部加热区的风险。该目的的达成是由于加热层(5)是由PTC-层构成，PTC-层具备通过多个PTC-电阻路径(29)与彼此相互连接的多个电导体路径(27)，PTC-电阻路径(29)包括PTC-材料，其中，PTC-材料的电阻随温度的升高而增加。

Description

一种用于飞机的地板以及具备这种地板的飞机
技术领域
本发明涉及于一种用于飞机的地板。所述地板包括面板结构以及用于加热所述地板的加热层。所述面板结构配置为用于传递施加在所述地板上的作用力，特别是例如由机舱总成以及任意乘客所产生的施加于所述地板的厚度方向的作用力。所述面板结构优选为由夹板结构构成且包括指向机舱方向的上侧覆盖层、背离机舱方向的下侧覆盖层以及夹在所述上侧覆盖层与所述下侧覆盖层之间的芯层组件。所述加热层由电加热层构成且配置为用于加热所述地板。所述加热层设置于所述上侧覆盖层与所述下侧覆盖层之间，或者装配于所述上侧覆盖层和/或所述下侧覆盖层，或者装配于所述上侧覆盖层和/或所述下侧覆盖层的内部。
背景技术
加热地板广泛应用于旅客机的机舱门的舱门区内，其中，由于舱门的不良的热绝缘性能，特别是在高飞行高度下，其温度可能相当大地低于机舱的其余部分的温度。
这种加热地板在本技术领域已为人所知，例如在EP1046576B1中，其中，由Kapton材料或者Cupron材料制成的加热盘管夹在由纤维复合材料与铝材料构成的复数层中。为了控制所述地板的温度以及作为防护加热盘管过热的安全手段，所述地板包括温度控制单元，该温度控制单元具有温度传感器以及过热保护开关。然而，这种温度传感器以及过热保护开关构成地板内部的常用部件，其将削弱地板的层状夹板结构，特别是设置有温度传感器以及过热保护开关的面板的侧面及边缘。结果，特别是一旦地板遭受撞击及连续的负荷时，所述地板可能在其侧面及边缘被脱层。由于地板的这种脱层的缘故，水可能会进入地板造成在加热盘管中发生短路，从而相应地将导致在所述地板上产生不理想的热区域。
在德国专利公开文献DE102010019777A1中，用于飞机中流体导体的加热系统也是已为人所知，其中，采用PTC-加热元件来加热流体导体，从而将流体导体中的流体维持在液态。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于飞机的尽可能地简单的加热地板，其中，其能够降低过热的风险以及同时在所述加热层产生的局部加热区的风险。
本发明的目的是通过由PTC-层构成的加热层来达成的。PTC-层优选为由盘管或者纺织物或者漆物构成，且具有多个电导体路径，该电导体路径通过一个或一个以上，优选为多个PTC-电阻路径彼此相互连接，该PTC-电阻路径含有PTC-材料或由PTC-材料制成。这意味着PTC-电阻路径平行地连接于任意两个相邻的电导体路径。每两个相邻的电导体路径中的一个优选为连接于阳极，而每两个相邻的电导体路径中的另一个连接于阴极，从而使电流能够从PTC-电阻路径中流过。PTC-材料为正温度系数的材料，其电阻随温度的升高而增加。例如聚乙烯之类的聚合物基体材料可作为PTC-材料被使用，其含有例如炭黑粒子之类的导电粒子。此外，陶瓷材料也可作为PTC-材料被使用。
通过这种由PTC-层构成的加热层，例如温度传感器与过热保护开关之类的温度控制单元将没有必要被采用，这是由于温度的升高导致电阻的增加的缘故，使得PTC-材料限制流过PTC-电阻路径的电流来限制自身温度。没有温度控制单元，加热地板就能以更加简单的方式构成，并且这种材料不会被削弱从而相当大地减少了脱层与热区域的风险。此外，假设水进入地板并且在加热层造成短路，由于流过各个PTC-电阻路径的电流非常低，所产生的热区域将不会扩散到没有接触到水的区域。
根据优选的实施方式，所述加热层设置于所述上侧覆盖层与所述芯层组件之间。在这种方式中，所述加热层接近上侧覆盖层，从而使热量能够被快速地传递到机舱。
特别是，优选为在所述加热层与所述上侧覆盖层之间设置上侧附加层。附加地或者替代地，在所述加热层与所述芯层组件之间设置下侧附加层。通过这种上侧附加层以及下侧附加层，所述加热层将具备防撞击及抗腐蚀的附加防护功能。
根据另一个实施方式，所述芯层组件包括上侧芯层部分以及下侧芯层部分，其中，所述加热层设置于所述上侧芯层部分与所述下侧芯层部分之间。在这种方式中，所述加热层设置于更加远离上侧覆盖层的位置，从而降低所述加热层因所述上侧覆盖层遭受撞击而受损的风险。
特别是，优选为在所述加热层与所述上侧芯层部分之间设置上侧附加层。附加地，或者替代地，在所述加热层与所述下侧芯层部分之间设置下侧附加层。通过这种上侧附加层以及下侧附加层，所述加热层将具备防撞击及抗腐蚀的附加防护功能。
在优选的实施方式中，所述上侧附加层以及/或者所述下侧附加层由纤维复合材料构成，特别是由玻璃纤维增强塑料(GFRP)材料构成，且优选为以预浸料层的形式构成或者由例如之类的芳纶纤维材料构成。GFRP-材料以及芳纶纤维材料两者均能提供良好的防撞击及抗腐蚀的防护功能以及电绝缘性能。
在更加优选的实施方式中，所述上侧覆盖层以及/或者所述下侧覆盖层由纤维复合材料构成，特别是由碳纤维增强塑料(CFRP)材料或者玻璃纤维增强塑料(GFRP)材料构成，且优选为以预浸料层的形式构成。这种CFRP-材料以及GFRP-材料由于其高强度以及防撞击性能，适于作为覆盖层。此外，所述上侧覆盖层以及/或者所述下侧覆盖层可以由例如之类的芳纶纤维材料构成，或者由例如钛、铝或不锈钢之类的金属材料构成。此外，所述上侧覆盖层以及/或者所述下侧覆盖层也可以由这些材料中的两个或多个的组合而构成。
在更加优选的实施方式中，所述芯层组件包括蜂窝结构。此外，或者，所述芯层组件包括可通过钉子来加强的发泡材料。这种蜂窝结构以及发泡材料由于其轻重量以及具有能够传递剪切力的良好性能，适于作为芯层组件。
根据另一个优选的实施方式，所述电导体路径相互平行地延伸，所述PTC-电阻路径相互平行地延伸且横向相交于所述导体元件。在这种方式中，各个PTC-电阻路径连接两个相邻的电导体路径。特别是，多个PTC-电阻路径连接两个相邻的电导体路径，其中每对相邻的电导体路径具有一个连接阳极的电导体路径以及另一个连接阴极的电导体路径。通过电导体路径以及PTC-电阻路径的这种配置，可形成PTC-层形式的两维平面加热层，该平面加热层能够在所述地板上产生一种平滑的，均匀的热量分布。
特别是，优选的是两个相邻的电导体路径之间的距离、PTC-电阻路径的横截面以及PTC-材料的密度配置，对于相关飞机外部的某一固定环境温度下通过电导体路径的所期望的操作电流来说，在所述上侧覆盖层能够达到所期望的地毯温度。这种所期望的地毯温度优选为24℃。用语“地毯温度”是表示上侧覆盖层的上侧表面的温度，并没有必要要求在上侧覆盖层上提供真正的地毯。取代地毯，也可以提供例如无纺织覆盖物(NTF)之类的任何地板覆盖物。在这种实施方式中，PTC-电阻路径的电阻，优选是针对优选的操作电流以及优选的环境温度或平均环境温度进行配置。为了在机舱门的舱门区内维持所期望的温度，在飞行中，基于这些起动条件，操作电流能够适应于不断改变的环境温度。
根据另一个优选的实施方式，电流源以及控制单元配置为根据相关飞机外部的环境温度控制流过所述电导体路径的电流。特别是，电流按以下的方式被控制，当流过所述电导体路径的电流高于所述预定阈值电流时，开启所述电流供应，当流过所述电导体路径的电流低于所述预定阈值电流时，关闭所述电流供应，其中，所述预定阈值电流对应于所述上侧覆盖层上所定义的最大地毯温度且取决于环境温度。
在这种实施方式中，温度，特别是所述上侧覆盖层上的地毯温度，仅须通过控制流过所述电导体路径的电流，而无须连续感应前述温度就能得到控制。因此，将不会超过最大的地毯温度。然而，由于所述控制单元有可能不像所期望的那样运行的缘故，尽管地毯温度将可能超过所定义的最大地毯温度，但是PTC-电阻路径将限制电流流量的增加，从而通过随PTC-材料的温度的升高而增加的电阻来限制面板温度的增加。因此，对于由PTC-层构成的加热层而言，热区域的风险是相当地低的。
根据优选的实施方式，GFCI-设备连接于所述电导体路径。GFCI代表接地故障断路器。GFCI-设备形成一个附加的安全措施，其用于在例如由于水渗入地板进入到加热层而造成短路等故障的情况下，截断例如关闭流过加热层的电流。
根据另一个优选的实施方式，所述地板包括温度传感器，其构成一个附加的安全手段用于限制所述地板的温度。该温度传感器也可用于控制上侧覆盖层上的地毯温度。
本发明的另一方面涉及于具备一种地板的飞机，该地板是根据前述实施例中的任何一个形成的。特别是，前述地板设置于靠近前述飞机的机舱门的舱门区内。在这种方式中，舱门区，通常该温度低于机舱的其他区域，其能够被加热用于给飞行服务员及旅客提供方便。
附图说明
以下根据附图说明本发明的优选的地板的实施方式。所示附图中，
图1是示出多个不同层的地板的剖视图，
图2是图1中所示的加热层的俯视图，其中，前述加热层是由PTC-层构成。
具体实施方式
图1示出一种应用于飞机的地板的实施例。地板1包括用于传递施加在所述地板1上的作用力的面板结构3以及用于加热地板1的加热层5。面板结构3由夹板结构构成，夹板结构具有上侧覆盖层7、下侧覆盖层9以及芯层组件11，其中，上侧覆盖层7设置于倾向指向相关飞机的机舱的方向上，下侧覆盖层9设置于与所述上侧覆盖层7相反的方向上，芯层组件11夹在上侧覆盖层7与下侧覆盖层9之间。加热层5设置在上侧覆盖层7与下侧覆盖层9之间，且形成PTC-层，在本实施例中形成PTC-盘管。
如图1所示，芯层组件11包括上侧芯层部分13与下侧芯层部分15，并且加热层5设置于前述上侧芯层部分13与下侧芯层部分15之间。在加热层5与上侧芯层部分13之间设置有上侧附加层17。在加热层5与下侧芯层部分15之间设置有下侧附加层19。在这种实施方式中，加热层5夹在上侧附加层17与下侧附加层19之间，其相应地夹在上侧芯层部分13与下侧芯层部分15之间，其也相应地夹在上侧覆盖层7与下侧覆盖层9之间。
上侧覆盖层7与下侧覆盖层9是由碳纤维增强塑料(CFRP)材料，特别是由CFRP-预浸料层构成。芯层组件11，即上侧芯层部分13与下侧芯层部分15是由蜂窝结构构成。上侧附加层17与下侧附加层19是由玻璃纤维增强塑料(GFRP)材料构成。
如图2所示，加热层5具有多个电导体路径27，其通过含有PTC-材料的多个PTC-电阻路径29相互连接。PTC-材料配置为其电阻随着温度的升高而增加，并且在本发明中，PTC-材料是一种含有炭黑粒子的聚乙烯基材料。电导体路径27与PTC-电阻路径29设置在绝缘物体31上。电导体路径27相互平行地延伸，PTC-电阻路径29相互平行地延伸且横向相交于电导体路径27。各个PTC-电阻路径29连接两个相邻的电导体路径27。每一对相邻的电导体路径27中的一个连接于阳极33，而每一对相邻的电导体路径27中的另一个被连接于阴极35，从而使电流能够从连接着两个电导体路径27的PTC-电阻路径29中流过。两个相邻的电导体路径27之间的距离、PTC-电阻路径29的横截面以及PTC-材料的密度配置为，对于相关飞机外部的某一固定环境温度下所期望的操作电流来说，在上侧覆盖层7能够达到所期望的地毯温度。
此外，还提供有电流源25与控制单元37。控制单元37配置为控制流过电导体路径27的电流，且该电流由电流源25基于环境温度来供应。作为附加的安全措施，地板1包括GFCI-设备39以及温度传感器41。当遇到例如短路之类的故障电流时，GFCI-设备39用于断开电流源25的连接，温度传感器41用于探测地板1的温度。
地板1能够应用于以下的实施方式中。对于相关飞机外部的多个所定义的环境温度，限定出所期望的最大的地毯温度，于是流过电导体路径27的多个电流阈值被确定，其各个电流阈值对应所限定的最大地毯温度以及它相关联的环境温度。控制单元37控制电流源25，从而当流过所述电导体路径27的电流高于所述预定阈值电流时，开启所述电流源25，当流过所述电导体路径27的电流低于所述预定阈值电流时，关闭所述电流源25。在这种实施方式中，无需任何温度传感器或过热保护开关，仅仅通过控制电流，上侧覆盖层7上的地毯温度就能得到控制。此外，地板1的温度受到PTC-电阻路径29的限制，其中，通过PTC-材料的温度的升高来增加电阻，从而降低电流流量。

Claims (15)

1.一种用于飞机的地板(1)，所述地板(1)包括：
面板结构(3)，其用于传递施加在所述地板(1)上的作用力，其中，所述面板结构(3)具有上侧覆盖层(7)，下侧覆盖层(9)，以及夹在所述上侧覆盖层与所述下侧覆盖层(7，9)之间的芯层组件(11)；以及
加热层(5)，其用于加热所述地板(1)，其中，所述加热层(5)设置于所述上侧覆盖层与所述下侧覆盖层(7，9)之间，或者装配到所述上侧覆盖层和/或所述下侧覆盖层(7，9)或装配于所述上侧覆盖层和/或所述下侧覆盖层(7，9)的内部，
其特征在于：
所述加热层(5)，形成为PTC-层，所述PTC-层具备多个电导体路径(27)，所述电导体路径(27)通过一个或多个PTC-电阻路径(29)彼此相互连接，所述PTC-电阻路径(29)含有PTC-材料，其中，所述PTC-材料的电阻随着温度的升高而增加。
2.根据权利要求1所述的地板，其中，所述加热层(5)设置于所述上侧覆盖层(7)与所述芯层组件(11)之间。
3.根据权利要求2所述的地板，其中，在所述加热层(5)与所述上侧覆盖层(7)之间设置有上侧附加层(17)；以及/或者在所述加热层(5)与所述芯层组件(11)之间设置有下侧附加层(19)。
4.根据权利要求1所述的地板，其中，所述芯层组件(11)具备上侧芯层部分(13)以及下侧芯层部分(15)，并且所述加热层(5)设置于所述上侧芯层部分(13)与所述下侧芯层部分(15)之间。
5.根据权利要求4所述的地板，其中，所述加热层(5)与所述上侧芯层部分(13)之间设置有上侧附加层(17)；以及/或者在所述加热层(5)与所述下侧芯层部分(15)之间设置有下侧附加层(19)。
6.根据权利要求3或5所述的地板，其中，所述上侧附加层(17)以及/或者所述下侧附加层(19)是由玻璃纤维增强塑料材料或者芳纶纤维材料构成的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的地板，其中，所述上侧覆盖层(7)以及/或者所述下侧覆盖层(9)是由碳纤维增强塑料材料、玻璃纤维增强塑料材料、芳纶纤维材料、金属材料或它们的组合构成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的地板，其中，所述芯层组件(11)包括蜂窝结构以及/或者发泡材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的地板，其中，所述电导体路径(27)相互平行地延伸，所述PTC-电阻路径(29)相互平行地延伸且横向相交于所述电导体路径(27)，从而使各个PTC-电阻路径(29)连接两个相邻的电导体路径(27)。
10.根据权利要求9所述的地板，其中，所述两个相邻的电导体路径(27)之间的距离、所述PTC-电阻路径(29)的横截面以及所述PTC-材料的密度配置为，对于某一固定环境温度下所期望的操作电流来说，在所述上侧覆盖层能够达到所期望的地毯温度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的地板，其中，还具备：电流源(25)以及控制单元(37)，其中，所述控制单元(37)配置成根据环境温度控制流过所述电导体路径(27)的电流，从而当流过所述电导体路径(27)的电流高于所述预定阈值电流时，开启所述电流源(25)，当流过所述电导体路径(27)的电流低于所述预定阈值电流时，关闭所述电流源(25)，所述预定阈值电流对应于所述上侧覆盖层(7)上所定义的最大地毯温度且取决于环境温度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的地板，其中，还具备：GFCI-设备(39)，其连接于所述电导体路径(27)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的地板，其中，所述地板(1)包括温度传感器(41)。
14.一种飞机，其具备根据权利要求1至12中任一项所述的地板(1)。
15.根据权利要求13所述的飞机，其中，所述地板(1)设置于靠近飞机的机舱门的舱门区内。
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