CN107013859B - 飞行器外部灯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行器外部灯装置(2)，所述飞行器外部灯装置(2)包括壳体(12)，所述壳体(12)限定用于容纳至少一个光源(4)的内部空间(14)；以及吸湿材料(24)，所述吸湿材料(24)布置在所述内部空间(14)内以用于从所述内部空间(14)内部吸收水和/或湿气。
Description
本发明涉及一种包括至少一个光源的飞行器外部灯装置，具体地说涉及一种被配置用于防止其壳体内发生冷凝的飞行器外部灯装置。
几乎所有的飞行器都配备有外部灯。具体而言，大型客机具备多种多样的外部灯。这类灯的实例包括导航灯或位置灯、信标灯、防撞灯或频闪灯、机翼灯、滑行灯、落地灯、转弯灯等。所有这些灯相应地具备至少一个光源。
在过去，飞行器外部灯配备了在高温下操作的高功率白炽灯。现今的飞行器外部灯往往采用LED光源。LED光源远不会变得和白炽灯一样热，并且因此不会像白炽灯那样高效地从飞行器灯的壳体内部蒸发水和湿气。
因此，在潮湿环境条件中使用飞行器外部灯可能会导致湿空气侵入到壳体中并且最终会导致水在覆盖透镜上冷凝，尤其是在所述灯在操作之后冷却的时候。对于具有机身安装式LED的灯来说，这种情况尤为显著，因为背侧是隔热的并且透镜会比壳体的任何其他部分更为快速地冷却。冷凝水被认为是一个问题，因为水滴会更改光的分布并且可能不再能够实现对照明区域的最小强度要求。
因此，将有益的是，提供允许降低其壳体内发生冷凝的风险的飞行器外部灯装置。
本发明的示例性实施方案包括一种飞行器外部灯装置，所述飞行器外部灯装置包括壳体，所述壳体限定用于容纳至少一个光源的内部空间；以及吸湿材料，所述吸湿材料被布置成与内部空间流体连通以用于从内部空间内部吸收水和/或湿气。
本发明的示例性实施方案还包括一种从飞行器外部灯装置的内部空间去除水和/或湿气的方法，所述方法包括以下步骤：将吸湿材料放置成与内部空间流体连通并且通过吸湿材料从内部空间吸收水和/或湿气。
通过将吸湿材料放置成与壳体的内部空间流体连通，进入内部空间的水和/或湿气被吸湿材料吸收并且可靠地防止了壳体内尤其是整合到壳体中的透镜上的冷凝。因此，甚至是在飞行器外部灯装置在潮湿条件下操作时，都能避免由所述飞行器外部灯装置提供的发光的劣化。
在一个实施方案中，吸湿材料放置在壳体的内部空间中以用于直接从所述内部空间吸收水和/或湿气。这提供了一种简单的配置，其中吸湿材料安全地容纳在内部空间中并且被保护免于不利的外部影响。
在另一个实施方案中，吸湿材料放置在外部，但是与壳体的内部空间流体连通。吸湿材料例如可以提供在内部空间附近提供的附加空间中，所述附加空间和内部空间通过至少一个开口、通道或管道流体连接，从而允许在内部空间与附加空间之间交换空气。附加空间可以是限定内部空间的壳体附近的附加隔室。这种配置允许在不打开内部空间的情况下更换吸湿材料。另外，包含吸湿材料的这种附加空间可以容易地改装到现有的飞行器外部灯装置上。
吸湿材料可以放置在将内部空间与壳体的外部流体连接起来的开口、通道或管道中。这种配置实现了对从壳体外部进入到内部空间中的空气的非常高效的除湿。
在一个实施方案中，吸湿材料包含硅胶。例如称为Tyvex®的这种硅胶可以提供在可透气的袋子中。这种硅胶提供高效的且成本有效的吸湿材料，它非常适合于用在根据本发明的示例性实施方案的飞行器外部灯装置中。
根据另一实施方案，飞行器外部灯装置包括容纳在壳体内的至少一个光源，并且所述至少一个光源包括至少一个LED。具体而言，飞行器外部灯装置可以包括一排LED或二维LED阵列。
在一个实施方案中，飞行器外部灯装置还包括容纳在壳体内的至少一个光源，并且吸湿材料布置在所述至少一个光源附近。在这种配置中，吸湿材料被光源在操作中产生的热能加热以用于煅烧吸湿材料中的湿气。这个过程再生吸湿材料以用于允许在至少一个光源被切断并且温度再次下降之后吸收更多的湿气。
在一个实施方案中，导热材料放置在吸湿材料与至少一个光源之间以便于增强从至少一个光源到吸湿材料的热传递。导热材料可以包含导热树脂，所述导热树脂可以充当用于固定吸湿材料和/或至少一个光源的位置的粘附剂。可替代地或另外，导热材料可以包含至少一种金属以便于改进其导热特性。
在一个实施方案中，飞行器外部灯装置包括至少一个开口，所述至少一个开口用于在壳体的内部与外部之间提供限定的气流路径。这种开口允许内部空间通气以便于从壳体内部去除水和湿气。
在一个实施方案中，液体-湿气障壁提供在开口附近或所述开口内。所述液体-湿气障壁具体可以包括半透膜，所述半透膜允许湿空气离开内部空间并且防止水和湿气进入到内部空间中。由于从内部空间吸收的湿气的量的显著减少，所以这种液体-湿气障壁增强了吸湿材料的效率，但是仍然可以将吸湿材料中吸收的湿气煅烧至外部，因为允许所述湿气穿过液体-湿气障壁。半透膜具体可以包括GoreTex®膜或由具有相似半透特性的材料制成的膜。
在一个实施方案中，吸湿材料布置在开口附近或所述开口内。将吸湿材料布置在开口附近或所述开口内实现了对通过开口进入到内部空间中的空气的高效除湿。它还进一步允许通过所述开口将被吸湿材料吸收的湿气高效地煅烧至外部。
在一个实施方案中，吸湿材料布置在液体-湿气障壁上面向壳体的内部空间的一侧上。这种配置避免水和湿气从外部抵达吸湿材料。因此，吸湿材料并未从壳体外部装载水和/或湿气，并且增强了吸湿材料的效率。因而，从内部空间吸收水和湿气需要较少的吸湿材料，并且可以降低飞行器外部灯装置的重量以及成本。
在一个实施方案中，飞行器外部灯装置的每升壳体的内部空间的体积包括介于1克与10克之间、具体地说是介于3克与8克之间、更具体地说是介于5克与6克之间的吸湿材料。这个量的吸湿材料已证实是提供较大吸湿能力与限制飞行器外部灯装置的附加重量和体积以及成本之间的合理的折衷。
在一个实施方案中，飞行器外部灯装置还包括用于允许光从壳体内部发射的至少部分透明的罩盖。在一个实施方案中，至少部分透明的罩盖至少部分形成为透镜，所述透镜被配置用于在至少一个光源操作时使从壳体内部发射的光束成形。在根据本发明的示例性实施方案的飞行器外部灯装置中，可靠地避免了面向飞行器外部灯装置的内部的透明罩的内部上的水的冷凝，所述冷凝可能会使飞行器外部灯装置的发光特性劣化。因此，显著增强了飞行器外部灯装置的操作安全性。
在一个实施方案中，从飞行器外部灯装置的内部空间去除水和/或湿气的方法包括通过对吸湿材料加热来再生吸湿材料的步骤。通过再生，吸湿材料被配置用于重复地从飞行器外部灯装置的内部吸收湿气。因此，不需要更换吸湿材料。相反，吸湿材料可以用于飞行器外部灯装置的多个吸收循环/操作循环。
在一个实施方案中，吸湿材料被通过操作飞行器外部灯装置而产生的热量加热。这实现了对吸湿材料的非常有效的加热。
在一个实施方案中，再生吸湿材料的步骤包括通过吸湿材料和液体-湿气障壁来将空气从飞行器外部灯装置的内部空间传送至外部。这实现了吸湿材料的非常有效的再生。
在一个实施方案中，液体-湿气障壁具体包括提供非常有效的液体-湿气障壁的半透膜。
下文参考附图更详细地描述本发明的示例性实施方案。
图1示出根据本发明的示例性实施方案的飞行器外部灯装置的示意性截面图。
图2示意性地示出根据本发明的示例性实施方案的飞行器外部灯装置的第一操作状态，即处于其中光源不在操作的操作状态，
图3示意性地示出根据本发明的示例性实施方案的飞行器外部灯装置的第二操作状态，即处于其中光源正在操作的操作状态。
如图1所示的根据本发明的示例性实施方案的飞行器外部灯装置2包括壳体12。壳体12的至少一侧形成为透明外罩10，所述透明外罩10由透镜形成并且也可以被称为透镜罩10。支撑光源4的结构壁8以与透明外罩10相对的方式布置，从而在透明外罩10与结构壁8之间限定内部空间14。被配置用于控制光源4的操作的电控制电路32布置在结构壁8上背离内部空间14的后侧上。
在图1所示的示例性实施方案中，光源4被提供为光源排列，所述光源排列包括多个发光元件6，所述多个发光元件6彼此挨着布置。在附图中未示出的一个替代性实施方案中，光源4可以仅包括单一发光元件6。
发光元件6具体可以布置成一维条带、二维阵列/矩阵结构、或适合于产生所需的发光的任何其他图案。发光元件6可以体现为提供高效发光元件6的LED。取决于飞行器外部灯装置2的功能，发光元件6可以被配置用于发射具有相同颜色的光，或者它们可以被配置用于发射具有不同颜色的光。
壳体12上在透明外罩10与结构壁8之间延伸的侧壁16具备管状开口18，所述管状开口18提供介于飞行器外部灯装置2的内部空间14与外部之间的气流通道。管状开口18的外端被液体-湿气障壁20密封。尤其可以提供为半透膜的液体-湿气障壁20被配置用于允许湿空气离开内部空间14。所述液体-湿气障壁20还被配置用于防止水和/或湿气通过开口18而进入到内部空间14中。
支撑结构22形成于内部空间14内的开口18附近。支撑结构22支撑一定量的吸湿材料24，尤其是提供在可透气的袋子里的硅胶。吸湿材料24通过形成在支撑结构22内的开口26从内部空间14内的空气吸收湿气。
密封元件28例如O形环密封吸湿材料24与支撑结构22之间的界面以便于避免空气绕过吸湿材料24。
导热元件30布置在支撑结构22附近的面向内部空间14的结构壁8上。导热元件30提供吸湿材料24与光源4之间的热连接以用于增强从光源4到吸湿材料24的热传递。导热元件30具体可以包含导热树脂，所述导热树脂还可以充当将支撑结构22固定至结构壁8的粘附剂。可替代地或另外，导热元件30可以包含用于改进其导热特性的金属。导热构件30可以被配置来接触光源4，同样是为了在光源4与吸湿材料24之间提供热桥。导热元件30还可以将来自电控制电路32的热量传导至吸湿材料24。
图2示意性地示出根据本发明的示例性实施方案的飞行器外部灯装置2的第一操作状态，在所述第一操作状态下，光源4不在操作。图2具体示出一种状态，其中光源4在操作之后被切断，并且飞行器外部灯装置2的内部空间4正在冷却，从而引起内部空间14内的气压降低。
在这种状态下，来自飞行器外部灯装置2外部的空气通过开口18、26穿过液体-湿气障壁20和吸湿材料24两者而进入到内部空间14中。液体-湿气障壁20阻断任何水和湿气进入到内部空间14中。穿过液体-湿气障壁20的空气内包含的蒸气和湿气被吸湿材料24吸收。因此，内部空间14内的湿气保持较低，并且可以避免透明罩10和/或光源4上的不希望的冷凝。
在内部空间14内的压力等于外部气压时，进入内部空间14中的气流就会停止。在这种状态下，仍然存在于内部空间14中的湿气被吸湿材料24吸收，从而进一步减少内部空间14内的湿气。
壳体12内的湿气还可能归因于飞行器外部灯装置2的部件之间的不理想的密封连接。通过任何种类狭槽和裂缝进入壳体12的湿气也被吸湿材料24吸收。
图3示意性地示出第二操作状态，在所述第二操作状态下，光源4正在操作。虽然LED在其用于现今的飞行器外部灯时远不会变得和过去使用的白炽灯一样热，但是光源4和控制电路32在操作时仍然会产生一定量的热量。
这种热量导致内部空间14内的压力增大，从而产生从内部空间14穿过开口18、26而到达外部的气流。
同时，吸收材料24被操作光源4和控制电路32时产生的热量加热。从光源4和/或控制电路32到吸湿材料24的热传递通过导热元件30来增强。在被加热时，吸湿材料24如先前所描述将第一操作状态中已被吸收的湿气分配至流过其中的气流。因此，在第一操作状态期间储存在吸湿材料24中的湿气被传送至外部。这会再生吸湿材料24以用于允许如针对图2所描述在切断光源4并且飞行器外部灯装置2返回至第一操作状态时再次吸收新的湿气。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变并且等效物可以取代其中的元件。此外，在不脱离本发明的本质范围的情况下，可以进行许多修改，以使特定情况或材料适应本发明的教义。因此，本发明并不意在受限于所公开的特定实施方案，而是本发明包括落在以下权利要求的范围内的所有实施方案。
Claims (10)
1.一种飞行器外部灯装置(2)，所述飞行器外部灯装置(2)包括：
壳体(12)，所述壳体(12)包括至少部分透明的外罩(10)和结构壁(8)，限定容纳至少一个光源(4)的内部空间(14)；
至少一个开口(18)，所述至少一个开口(18)被配置用于使所述内部空间(14)通气；
液体-湿气障壁(20)，所述液体-湿气障壁(20)密封所述至少一个开口(18)的外端，由此允许湿空气离开所述内部空间(14)并且防止水进入到所述内部空间(14)中；
支撑结构(22)，所述支撑结构(22)形成于所述内部空间(14)内的所述开口(18)附近并且支撑吸湿材料(24)，所述吸湿材料(24)被布置成与所述内部空间(14)流体连通以用于从所述内部空间(14)内部吸收水和/或湿气，使得进入或离开所述内部空间（14）的空气穿过所述液体-湿气障壁(20)和所述吸湿材料(24)这两者；
密封元件(28)，所述密封元件(28)密封所述吸湿材料(24)与所述支撑结构(22)之间的界面以便防止空气绕过所述吸湿材料(24)；以及
导热元件(30)，所述导热元件(30)布置在所述支撑结构(22)附近的面向所述内部空间(14)的所述结构壁(8)上，使得所述导热元件(30)被夹在支撑吸湿材料(24)的支撑结构(22)和所述结构壁(8)之间，其中，所述导热元件(30)与所述至少一个光源(4)接触，从而提供所述吸湿材料(24)与所述至少一个光源(4)之间的热连接以用于增强从所述至少一个光源(4)到所述吸湿材料(24)的热传递，
其中所述吸湿材料(24)提供在可透气的袋子中。
2.如权利要求1所述的飞行器外部灯装置(2)，其中所述吸湿材料(24)包含硅胶。
3.如权利要求1或2所述的飞行器外部灯装置(2)，其中所述液体-湿气障壁(20)包括半透膜。
4.如权利要求1或2所述的飞行器外部灯装置(2)，其中所述吸湿材料(24)布置在所述液体-湿气障壁(20)上面向所述壳体(12)的所述内部空间(14)的一侧上。
5.如权利要求1或2所述的飞行器外部灯装置(2)，其每升所述内部空间(14)的体积包括1克至10克的吸湿材料(24)。
6.如权利要求1或2所述的飞行器外部灯装置(2)，其每升所述内部空间(14)的体积包括3克至8克的吸湿材料(24)。
7.如权利要求1或2所述的飞行器外部灯装置(2)，其每升所述内部空间(14)的体积包括5克至6克的吸湿材料(24)。
8.如权利要求1或2所述的飞行器外部灯装置(2)，其中所述至少部分透明的外罩(10)至少部分形成为透镜。
9.一种从根据权利要求1或2的飞行器外部灯装置(2)的吸湿材料(24)分配湿气的方法，所述方法包括以下步骤：
通过操作所述至少一个光源(4)，经由所述导热元件(30)加热所述吸湿材料(24)并且产生从所述内部空间(14)穿过所述吸湿材料(24)、所述液体-湿气障壁(20)和所述开口(18)而到达外部的气流，由此将所述吸湿材料(24)中被吸收的湿气分配至流过其中的气流。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述液体-湿气障壁(20)包括半透膜。
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