CZ2012627A3 - Pozemní mobilní trigenerační zdroj elektřiny a klimatizace pro civilní letectví - Google Patents

Abstract

Pozemní mobilní zdroj elektřiny a klimatizace se skládá ze spalovacího motoru (1), který je spojen přes hřídel s generátorem (3) elektřiny. Pohonné hmoty jsou do motoru (1) dodávány z vlastní nádrže (2). Generátor (3) elektrické energie je vodičem spojen s transformátorem (5) měnícím střídavý proud na stejnosměrný. Střídavý proud je společně se stejnosměrným veden vodičem do řídící jednotky (10), která zajišťuje regulaci. Elektrický proud je dodáván vodičem (11) přes zástrčku do letounu. Pro zajištění vzduchu pro klimatizaci je zdroj vybaven absorbční jednotkou (4), která využívá odpadního tepla výfukových plynů k chlazení tepelného média. To je přivedeno do tepelného výměníku (7), kde se mísí okolní vzduch přivedený vstupním ústrojím (13) s tepelným médiem. Tepelně upravený vzduch je nasáván ventilátorem (9) přes separátor (8) vody. Vzduch pro klimatizaci je dodáván do letounu pomocí hadice (12) opatřené normalizovanou koncovkou. K regulaci teploty v tepelném výměníku (7) slouží ventil (6). Ten kontroluje směšování teplého a studeného tepelného média. Zbytkové výfukové plyny jsou odváděny potrubím (14). Celá sestava je instalována na vlastním podvozku případně na korbě automobilu.

Description

Technické řešení se týká pozemního leteckého zařízení ve smyslu zákona o civilním letectví 49/1997Sb., schopného generovat elektrický proud a zároveň upravený vzduch pro pozemní klimatizaci letadla využitím trigenerace.

Dosavadní stav techniky

Pro zajištění dodávky elektrické energie do letounu při pozemním odbavení existuje celá řada zařízení, obvykle na bázi spojení konvenčního spalovacího nebo vznětového motoru osazeným ve většině případů vysokorychlostním bezkartáčovým asynchronním generátorem. Takové mobilní zařízení je většinou uloženo na vlastním šasi pro možnost pozemní manipulace. Tyto sestavy jsou schopny dodávat pouze elektřinu do palubní sítě letounů. Konvenční mobilní klimatizační jednotky jsou k dispozici v uspořádání, kdy běžný pístový motor opět pohání asynchronní generátor, jehož výkon je dodáván do klimatizační kompresorové jednotky a upravený vzduch přes potrubí do klimatizační sítě letounu. Takové zařízení je opět jednoúčelové. Posledním dostupným technickým řešením je kombinovaná jednotka. Zdrojem energie je opět konvenční pístový motor, který pohání asynchronní generátor, jehož energie je částečně spotřebována klimatizační jednotkou a zbytek elektrické energie je k dispozici pro dodávku do palubní sítě letounu. Takové spojení je ale neúčinné a pro běžnou velikost civilních dopravních letadel nedostatečné, a to právě z důvodu, že značná část výkonu generátoru je spotřebována klimatizační jednotkou konvenčního typu. Stejně tak i velikost a hmotnost kombinovaných zdrojů elektřiny a vzduchu pro klimatizaci je obvykle vysoká.

Účelem tohoto technického řešení je mobilní zařízení schopné dodávat elektrický proud a vzduch do klimatizace pro dopravní letouny během pozemního odbavení díky využití systému trigenerace.

Výše uvedené problémy stávajících mobilních zařízení řeší princip využití odpadního tepla pístového motoru k dodávkám jak elektrické energie, tak i upraveného vzduchu pro pozemní klimatizaci letounu.

Kogenerační cyklus zvyšuje energetickou účinnost. Pístový motor přes hřídel uděluje pohybovou energii generátoru a zároveň je odpadní teplo spalovacího nebo vznětového motoru akumulováno přímo na pístech a také z výfukových plynů. Takové spojení je navíc rozšířeno o absorbční jednotku. Ta slouží ke konverzi tepla na chlad. V tepelném výměníku kapalné médium ohřívá, nebo chladí okolní vzduch a ten je přes separátor vody ventilátorem vháněn pomocí potrubí až do klimatizačního systému letounu. Toto zařízení pro zajištění maximální efektivity využití je navrženo jako mobilní na vlastním podvozku, popřípadě instalované na korbě vozidla a vybavené vlastní nádrží pohonných hmot.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení je dále objasněno na obrBBUl, na němž je schematicky znázorněn zdroj včetně zapojení do letounu.

PHkla^grovedeníJ

Pozemní mobilní trigenerační zdroj elektřiny a vzduchu pro klimatizaci, uvedený na přiloženém výkresu, se skládá ze spalovacího motoru 1, který je spojen přes hřídel s generátorem elektřiny 3. Pohonné hmoty jsou do motoru dodávány z vlastní nádrže 2. Generátor elektrické energie je vodičem spojen s transformátorem 5 měnící střídavý proud na stejnosměrný. Střídavý proud je společně se stejnosměrným veden vodičem do řídící jednotky 10, která zajišťuje regulaci. Elektrický proud je dodáván vodičem 11 přes zástrčku do letounu. Pro zajištění vzduchu pro klimatizaci je zdroj vybaven absorbční jednotkou 4, která využívá odpadního tepla výfukových plynů k chlazení tepelného média. To je přivedeno do tepelného výměníku 7, kde se mísí okolní vzduch přivedený vstupním ústrojím 13 s tepelným médiem. Tepelně upravený vzduch je nasáván ventilátorem 9 a přes separátor vody 8. Vzduch pro klimatizaci je dodáván do letounu pomocí hadice 12 opatřenou normalizovanou koncovkou. K regulaci teploty v tepelném výměníku slouží ventil 7. Ten kontroluje směšování teplého a studeného tepelného média. Zbytkové výfukové plyny jsou odváděny potrubím 14. Celá sestava je instalována na vlastním podvozku případně na korbě automobilu.

Průmyslová využitelnost

Momentálně používaná pozemní zařízení v civilním letectví jsou nejčastěji jednoúčelová s velmi malou účinností. Díky tomu nejsou schopna dodávat současně elektrickou energii a vzduch pro klimatizaci v dostatečném množství. Z tohoto důvodu jsou posádky letadel v podmínkách vysokých nebo naopak nízkých atmosférických teplot nuceny používat kombinovaně několik pozemních zařízení současně. Takový postup výrazně prodražuje provoz a zatěžuje životní prostředí. Využitím odpadního tepla pístového motoru zvýšíme celkovou energetickou účinnost celého zařízení. Díky tomu je zařízení, vycházející z popsaného technického řešení, schopné komplexně zajistit pozemní odbavení letadel bez nutnosti použití dalšího zařízení.

Claims (4)

1. / PATENTOVÉ NÁROKY pv2on-m

   1. Pozemní mobilní zdroj elektřiny aIM·· klimatizace pro civilní letouny se vyznačuje tím, že je tvořen pístovým motorem pohánějícím asynchronní generátor, při současném využití odpadního tepla k úpravě teploty okolního vzduchu v tepelném výměníku a absorbční jednotce a jeho následné separaci vody a dodávce do klimatizační sítě letounu.
2. 2. Pozemní mobilní zdroj podle nároku 1, se vyznačuje instalací na vlastním podvozku, popřípadě na korbě vozidla k zaručení mobility celé sestavy.
3. 3. Pozemní zdroj podle nároku 1 nebo 2, se vyznačuje schopností dodávky vzduchu pro klimatizační systém letounu při dostatečném tlaku pomocí ventilátoru.
4. 4. Pozemní zdroj podle nároku 1, 2 nebo 3 se vyznačuje schopností dodávky upraveného vzduchu pro klimatizaci na větší vzdálenosti pomocí hadice opatřenou normalizovanou koncovkou.