CN1898129B - 用于对飞机的内舱段进行温度调节的装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种用于对飞机内舱段(区域1...区域n)进行温度调节的方法和装置，其中记录各个舱段中的相应实际温度(T实际)与相应标称温度(T标称)；将发动机排气与比发动机排气更冷的空气混合以便获得预升温的混合空气(ML)，所述混合空气的温度基本上与所记录的标称温度中的最低值相对应；将预升温的混合空气(ML)分配至所有舱段；以及相应于标称温度(T标称)与实际温度(T实际)之间的差值，对分配至具有较高标称温度的舱段的混合空气通过加热单元(H1...Hn)进行后升温。

Description

用于对飞机的内舱段进行温度调节的装置与方法

技术领域

本发明涉及用于对飞机的内舱段进行温度调节的装置与方法。本发明尤其涉及用于对飞机机舱进行温度调节的装置与方法，其中将升温的发动机排气从飞机的动力单元引入到所述机舱。

背景技术

在现有技术的情况下，根据实践经验将飞机机舱划分成不同的舱段或区域。机舱温度可在各个区域中进行调节。为了加热飞机机舱，将来自混合室的通风空气与热的发动机排气混合，随后将混合气体吹入相关的机舱的区域中。利用中央机舱温度调节器控制机舱温度的调节。为此，将预定的标称机舱温度与机舱温度传感器所示的实际值进行比较。机舱温度的控制偏差从标称值与实际值之间的差值中得到。机舱中输入空气温度的标称值由机舱的特性与控制偏差决定。将该输入空气温度的标称值与由位于输入空气供应管线中的温度传感器所测得的值进行比较。输入空气温度的另一个控制偏差由这个差值给出。通过利用混合阀控制热的排气的混合情况而将这个控制偏差消除。

已知的解决方案仅仅基于通过与发动机的排气混合来加热供向舱段的空气，即输入空气。这样做具有以下缺点：

-每个机舱区域必须安装混合阀。

-每个机舱区域必须安装通向混合阀的排气管线。为安全起见，还应当安装与之相关联的热空气泄漏监控单元。

-由于与重量相关的原因，金属排气供应管线必须尽可能短并且混合阀因此必须靠近翼箱安装。这样做的结果就是通向每个机舱区域的具有相应重量的输入空气管线较长，并且将这种输入空气管线集成于飞机中的成本较高。

-对于使用的每个混合阀来说，都需要位于机舱温度调节器上的控制出口。可调节温度的机舱区域的数量因此就被限定为可用的控制出口的最大数目。

因此，本发明从上述问题中产生，提供用于调节飞机内舱段中的温度的装置与方法，其减少或根除了这些缺点。

发明内容

根据本发明的解决这个问题的方案包括用于调节飞机内舱段的温度的装置，所述装置包括：受控的混合阀，所述混合阀用于将发动机排气与比发动机排气更冷的空气混合，以便获得从混合阀流出的预升温的混合空气；位于混合阀出口上的分配管线，所述分配管线利用至少两根供应管线连接于相关舱段上；对于每个舱段的单独设置的加热单元；测量相应实际温度所用的每个舱段的传感器和发送相应标称温度所用的发送器；调节器装置，所述调节器装置根据各个舱段的相应标称温度和相应实际温度来控制混合阀，以便使得预升温的混合空气处于具有所有舱段的标称温度中的最低标称温度的舱段的温度，并且所述调节装置根据相应标称温度与相应实际温度之间的差值来控制用于其它舱段的加热单元。

因此，本发明基于借助于发动机排气与附加的加热单元来联合加热机舱舱段的输入空气。因此，具有最低标称温度的舱段用的加热单元将不会工作，因为对于所有舱段而言，借助于发动机排气而加热的空气将会被升高至最低标称温度。

利用本发明提供了以下优点：

减少了所需排气混合阀的数量；

减少了所需排气管线的数量与长度。

通过减少使用长的输入空气管线和较重的排气管线与混合阀，就降低了重量。

机舱区域的数量并不受机舱温度调节器上的可用混合阀控制出口的数量的限制。

另外的机舱区域可以更易于同该机舱区域结构形成一体。

能够更灵活地将客户需求融合入飞机中。

总的说来，本发明为其它机舱温度区域的集成提供了很大的优点。

在本发明的优选形式中，加热单元位于分配管线与相应舱段之间的供应管线中，优选地靠近相应舱段的入口。然而，也可以使加热单元位于相关舱段的内侧，优选地靠近供应管线。

而且，加热单元优选地由电加热元件制成。

各个舱段和/或供应管线中的用于测量相应实际温度的传感器位于加热单元的下游。此外，用于实际温度的传感器可以设置在混合阀的下游。

优选地，所述供给到混合阀的比发动机排气更冷的空气来自混合室。当控制加热单元时，调节器单元优选地考虑标称温度、实际温度以及每个舱段的特性。

发送器、传感器和/或加热单元可以利用一根或多根数据总线与调节器单元连接在一起，或者调节器单元具有至少一个中央舱段温度调节器和用于每个加热单元的分散式热调节器，由此，在这种情况下，发送器和传感器分别与中央或分散式调节器相连接。

最后，本发明涉及一种用于调节飞机内舱段中的温度的方法，所述方法包括以下步骤：

检测各个舱段中的相应实际温度与相应标称温度；

将发动机排气与比发动机排气更冷的空气混合以便获得预升温的混合空气，所述混合空气的温度基本上与所检测的标称温度中的最低值相对应；

将预升温的混合空气分配至所有舱段；以及

通过使用所述分配给各个舱段的加热单元，根据相应标称温度与相应实际温度之间的差值，对分配至具有比最低标称温度高的标称温度的舱段的混合空气进行后升温。

因此，在后升温的情况下，将相应的舱段特性与标称温度与实际温度一起考虑。

附图说明

在图中，以布线图的方式示意性地示出了本发明的两种形式。

图1以布线图的形式示意性地示出了本发明的第一形式。

图2以布线图的形式示意性地示出了本发明的第二形式的一部分。

具体实施方式

图1中所示的根据本发明的装置用于调节飞机内舱段区域1、区域2...区域n(由影线所示)的温度。这种装置具有受控的混合阀MV，所述混合阀MV用于将发动机排气与来自混合室(并未进一步示出)的比发动机排气更冷的空气混合。预热的混合空气ML在混合阀MV的出口处流出。分配管线DL连接于混合阀MV的出口上，所述分配管线DL利用至少两根供应管线L1、L2、Ln连接于相应舱段区域1、区域2...区域n上。在靠近通向相应舱段区域1、区域2...区域n的入口处的供应管线L1、L2、Ln中，设置有分配给相应舱段区域1、区域2...区域n的各个电加热单元。在各个相应舱段区域1、区域2...区域n中，设置有分配给这些舱段的温度传感器S1、S2...Sn，用于检测相应的实际温度T实际-区域1、T实际-区域2...T实际-区域n。而且，在各个舱段区域1、区域2...区域n中，还提供有用于相应标称温度T标称-区域1、T标称-区域2...T标称-区域n的手动操纵的发送器(transmitter)G1、G2...Gn，或者这些发送器G1、G2...Gn设置于中心点处。而且，发送器G1、G2...Gn还可以是电子可调式信号发送器。

该装置还包括存储着来自发送器G1、G2...Gn和来自温度传感器S1、S2...Sn的信号的调节器装置ECU，并且所述ECU控制着混合阀MV和加热装置H1、H2、Hn。基于各个相应舱段区域1、区域2...区域n中的相应标称温度T标称-区域1、T标称-区域2...T标称-区域n和相应实际温度T实际-区域1、T实际-区域2...T实际-区域n，对混合阀MV以如下方式进行控制：使得预升温的混合空气ML处于一个基本上与所有舱段区域1、区域2...区域n的标称温度T标称-区域1、T标称-区域2...T标称-区域n中的最低温度相对应的温度。此外，混合空气ML的温度由温度传感器TML和存储于调节器单元ECU中的相应信号来记录，以便确定用于混合阀MV的控制信号。相应于各个标称温度T标称-区域1、T标称-区域2...T标称-区域n与各个实际温度T实际-区域1、T实际-区域2...T实际-区域n之间的差值，对分配给其它舱段T标称-区域1、T标称-区域2...T标称-区域n的加热单元H1、H2...Hn进行控制。在此，分配给具有最低标称温度的舱段的加热单元并未启动。对于其它具有较高标称温度的舱段，通过对电加热单元进行同步，将标称温度与实际温度之间的差值消除。按照这种方式，也能满足这些舱段的温度要求。

用于测量各实际温度T实际-区域1、T实际-区域2...T实际-区域n的温度传感器S1、S2...Sn位于各个相应舱段区域1、区域2...区域n中和/或加热单元H1、H2...Hn下游的供应管线L1、L2...Ln中。

在调节器单元ECU中存储着各舱段区域1、区域2...区域n的特性，将所述特性与可变输入标称温度T标称-区域1、T标称-区域2...T标称-区域n和相应实际温度T实际-区域1、T实际-区域2...T实际-区域n一同考虑以便控制加热单元H1、H2...Hn。

在图1中，示出了根据本发明的装置，由此发送器G1、G2...Gn、温度传感器TML、S1、S2...Sn和/或加热单元H1、H2...Hn以及受控的混合阀MV直接连接于中央调节器单元ECU上。另一方面，图2示出了分级调节器概念，由此这些部件利用一根或若干根数据总线联接于调节器单元ECU上，由此调节器单元ECU具有至少一个中央舱段温度调节器和用于每个加热单元H1、H2...Hn的分散式热调节器。加热单元H1、H2...Hn及其相应的分散式热调节器各具有局部温度传感器S1、S2...Sn，并且利用数据总线连接于中央机舱温度调节器上，所述中央机舱温度调节器也利用这根或另一根数据总线接收来自发送器G1、G2...Gn的信号。

为了优化调节器质量，温度传感器TML的位置尽可能地靠近加热单元H1、H2...Hn的前面(即下游)，并且温度传感器S1、S2...Sn位于相应舱段的内部。然而，也可以省去温度传感器TML并且只根据温度传感器S1、S2...Sn来确定最低标称温度需求以便相应地控制混合阀MV。

按照这种方式，通过管线从混合室向舱段或机舱区域两者供应空气。在混合阀中混合了发动机排气之后，管线分成为了用于每个机舱区域的独立的输入空气管线。为了进一步加热空气流，输入空气流过电加热单元。通过中央机舱温度调节器和分散式加热调节器两者来实现对两个机舱区域的温度调节。在此，加热调节器根据预定标称值和机舱区域温度测量值以及该区域的特性来确定所述区域中的输入空气温度的标称值。利用数据总线将这些标称值传送至中央机舱调节器。机舱调节器访问该信息，并且借助于排气混合阀来设定已经接收到的两个输入空气标称值中的最低值。对于具有最低输入空气标称值的区域，这样就满足了其温度需求，并且电加热单元没有工作。对于另一个具有较高输入空气标称值的机舱区域，通过同步(synchronisation)而将电加热单元之间的差值消除。按照这种方式，也能够实现这些区域的温度需求。

形成本发明基础的温度调节方法基于以下步骤：

记录各个舱段中的实际温度与标称温度；

将热的发动机排气与较冷的空气混合以便获得混合空气，所述混合空气的温度基本上与所记录的标称温度的最低值相对应；以及，相应于标称温度与实际温度之间的差值，对分配至具有较高标称温度的舱段的混合空气进行后升温。按照这种方式，在后升温过程中可以考虑相应舱段的特性。

基本上，可以利用共用的排气混合阀对用于许多区域的输入空气进行预热。

Claims (10)

1.一种用于调节飞机内舱段的温度的装置，所述装置具有：

受控的混合阀，所述混合阀用于将发动机的排气与比发动机排气更冷的空气进行混合以便获得从该混合阀流出的预升温的混合空气，从该混合阀流出的所述预升温的混合空气不进一步与所述发动机的排气进行混合；

连接于所述混合阀出口上的分配管线，所述分配管线利用至少两根供应管线连接到各个舱段；

分配给各个舱段的各个加热单元；

分配给各个舱段的用于测量相应实际温度的传感器和用于发送相应标称温度的发送器；

调节器单元，所述调节器单元根据各个舱段中的相应标称温度和相应实际温度，以如下方式控制混合阀，使得预升温的混合空气具有一舱段的温度，该舱段具有所有舱段的标称温度中的最低标称温度；并且所述调节器单元根据相应标称温度与相应实际温度之间的差值来控制分配到其它舱段的加热单元。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述供应管线中的所述加热单元的位置靠近通向各舱段的入口。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述加热单元由电加热元件制成。

4.根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于用于测量相应实际温度的传感器位于所述各个舱段中和/或位于所述加热单元下游的供应管线中。

5.根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于所述比发动机排气更冷且供给到该混合阀的空气来自混合室。

6.根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于所述调节器单元考虑标称温度、实际温度以及各舱段的特性以便控制加热单元。

7.根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于所述发送器、传感器和/或加热单元可以利用一根或多根数据总线联接于所述调节器单元上。

8.根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于所述调节器单元具有至少一个中央舱段温度调节器和用于每个加热单元的分散式热调节器。

9.一种用于调节飞机内舱段温度的方法，具有以下步骤：

记录各个舱段中的相应实际温度与相应标称温度；

将发动机排气与比发动机排气更冷的空气混合以便获得预升温的混合空气，所述预升温的混合空气的温度与所记录的标称温度中的最低值相对应，所述预升温的混合空气不进一步与所述发动机的排气进行混合；

将预升温的混合空气分配至所有舱段；以及

通过使用分配给各个舱段的加热单元，根据相应标称温度与相应实际温度之间的差值，对分配至具有比最低标称温度高的标称温度的舱段的预升温的混合空气进行后升温。

10.根据权利要求9所述的方法，在进行后升温时考虑标称温度、实际温度以及相应的舱段特性。

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