DE102007023685B3 - Stauluftbasiertes Kühl- und Ventilationssystem für ein Luftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Luftfahrzeug mit einem Lufteinlass (4), durch den Luft aus der Umgebung des Luftfahrzeuges in einen Stauluftkanal (2) eintritt, und einem Luftauslass (6), durch den Luft aus dem Stauluftkanal (2) austritt. In dem Stauluftkanal (2) ist ein Wärmetauscher (10) angeordnet. Eine Ventilationseinrichtung (8) befindet sich in Fluidkommunikation mit dem Stauluftkanal (2). An den Stauluftkanal (2) ist ferner eine Verteilungsleitung (12) zur Kühlung zumindest einer wärmebelasteten Komponente des Luftfahrzeuges, insbesondere einer Kabinenklimaanlage, und/oder zur Ventilation eines Einbauraumes der zumindest einen wärmebelasteten Komponente angeschlossen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein stauluftbasiertes Kühlsystem für ein Luftfahrzeug, mit dem ein Wärmetauscher einer Kabinenklimaanlage und zumindest eine weitere Komponente des Luftfahrzeuges mit Kühlluft versorgt und/oder der Einbauraum der Komponente ventiliert werden kann. Diese Komponente kann eine Komponente der Kabinenklimaanlage sein. Ferner betrifft die Erfindung eine ein derartiges Kühlsystem umfassende Kabinenklimaanlage.
  • In einem Luftfahrzeug dient die Kabinenklimaanlage dazu, die Kabine und das Cockpit mit Frischluft und rezirkulierter Luft zu versorgen. Ferner muss die Kabinenklimaanlage sicherstellen, dass auch während eines Fluges in großer Höhe in der Kabine und im Cockpit ein Druck herrscht, der im Wesentlichen dem Luftdruck am Boden entspricht. Die Kabinenklimaanlage verwendet als Luftquelle Zapfluft von den Triebwerken oder einem Hilfstriebwerk (APU: Auxiliary Power Unit), das beispielsweise am Heck eines Luftfahrzeuges angeordnet sein kann. Die Temperatur der Zapfluft beträgt in der Regel von etwa 150°C bis etwa 200°C. Sie wird in einem Wärmetauscher (dem so genannten Main Heat Exchanger bzw. Primary Heat Exchanger) gekühlt. Dem Wärmetauscher wird Außenluft zugeführt, die im Flug als Stauluft in einem Stauluftkanal zur Verfügung steht. Am Boden erzeugt ein Ventilator einen Luftstrom durch den Wärmetauscher, um die Zapfluft zu kühlen.
  • Der Stauluftkanal umfasst üblicherweise einen sogenannten NACH-Staulufteinlasskanal (NACH: National Advisory Committee for Aeronautics), einen Diffusor, optional ein Stauluftkanalplenum und einen Stauluftauslasskanal. Zwischen dem Diffusor und dem Stauluftauslasskanal ist der eingangs beschriebene Wärmetauscher der Kabinenklimaanlage angeordnet. Ferner kann in dem Stauluftkanal ein Ventilator angeordnet sein, der am Boden für eine Luftströmung durch den Wärmetauscher der Kabinenklimaanlage sorgt.
  • Während des Fluges tritt Außenluft über den Staulufteinlasskanal in den Stauluftkanal ein. Der dynamische Anteil des Druckes wandelt sich im Diffusor teilweise in einen statischen Druck um, da sich die Strömung verlangsamt. Folglich entsteht gegenüber dem Umgebungsdruck ein statischer Überdruck, der auch als Staudruck bezeichnet wird. Der Staudruck bewirkt eine Strömung von Außenluft durch den Wärmetauscher der Kabinenklimaanlage. Die Strömung von Außenluft durch den Stauluftkanal wird durch eine Staulufteinlasskanalklappe geregelt. Auch der Stauluftauslasskanal ist üblicherweise mit einer Klappe versehen. Die relativ weit geöffnete Klappe des Stauluftauslasskanals erzeugt einen Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck, da sie von Außenluft umströmt wird. Somit ergibt sich aus dem eingangsseitig am Wärmetauscher anliegenden Überdruck und ausgangsseitig vorhandenen Unterdruck ein Differenzdruck, der einen Luftmassenstrom durch den Wärmetauscher bestimmt. Die Klappen am Staulufteinlasskanal und am Stauluftauslasskanal werden durch Aktuatoren betätigt.
  • Befindet sich das Luftfahrzeug am Boden, ist keine Strömung von Außenluft vorhanden. Ein Ventilator, beispielsweise der Ventilator der ACM (Air Cycle Machine), bewirkt eine Strömung im Stauluftkanal, so dass dem Wärmetauscher der Kabinenklimaanlage Außenluft zum Kühlen der heißen Zapfluft zur Verfügung gestellt wird.
  • Ein Luftfahrzeug kann zumindest einen weiteren Stauluftkanal umfassen, mit dem zumindest eine weitere wärmebelastete Komponente der Kabinenklimaanlage gekühlt und/oder der Einbauraum der wärmebelasteten Komponente ventiliert werden kann. Die Funktionsweise dieses Stauluftkanals entspricht im Wesentlichen der des zuvor beschriebenen Stauluftkanals mit der Ausnahme, dass in dem Stauluftkanal kein Wärmetauscher und kein Stauluftauslasskanal vorgesehen sind, sondern der Stauluftkanal in eine Verteilungsleitung mündet, die einer wärmebelasteten Komponente der Kabinenklimaanlage Kühlluft zuführt und/oder Luft in einen Einbauraum leitet, wo die wärmebelastete Komponente der Kabinenklimaanlage angeordnet ist.
  • In dem Einbauraum können sich aufgrund von Leckagen Treibstoff und/oder Treibstoffdämpfe sammeln oder bilden. Der Treibstoff und/oder der Treibstoffdampf kann vom Tank in den Einbauraum gelangen. Daher muss der Einbauraum der wärmebelasteten Komponente ventiliert, d. h. belüftet, werden. Die Ventilierung des Einbauraumes soll verhindern, dass sich ein zündfähiges Gemisch im Einbauraum bilden kann. Falls die Kabinenklimaanlage mit der wärmebelasteten Komponente eingeschaltet werden soll, ist zuvor der Einbauraum der wärmebelasteten Komponente zu ventilieren, da sich auch bei ausgeschalteter Klimaanlage Treibstoff und/oder Treibstoffdämpfe in dem Einbauraum sammeln können. Die Kühlung der wärmebelasteten Komponente kann auch ein Schutz der Struktur gegen Überhitzung sein.
  • Der von einem Ventilator erzeugte Luftstrom im Stauluftkanal muss überwacht werden. Fällt der Ventilator aus, muss die Kabinenklimaanlage abgeschaltet werden, da sich im Einbauraum der wärmebelasteten Komponente ein zündfähiges Gemisch bilden kann. Diese Überwachung kann von einer Klimaanlagenabschalteinrichtung, auf der eine Software läuft, durchgeführt werden. Die Klimaanlagenabschalteinrichtung wertet beispielsweise aus, ob sich die Drehzahl des Ventilators innerhalb eines Sollbereichs befindet. Diese Klimaanlagenabschalteinrichtung ist eine zusätzliche Einrichtung, die eine zusätzliche Fehlerquelle darstellt, die vermieden werden soll.
  • Dieses System zum Ventilieren eines Einbauraumes der wärmebelasteten Komponente sowie zum Kühlen der wärmebelasteten Komponente wird auch als UBV (Unpressurized Bay Ventilation) bezeichnet. Es soll gewährleistet werden, dass trotz der potentiellen Gegenwart von Treibstoffdämpfen, beispielsweise durch Leckagen, kein entzündbares Gemisch im Einbauraum der Kabinenklimaanlage entsteht. Die Oberflächen von einigen Geräten der Kabinenklimaanlage haben heiße Oberflächen, wodurch eine Zündung herbeigeführt werden könnte. Zudem dient das Ventilationssystem zum Abkühlen der Luft im Einbauraum der Kabinenklimaanlage.
  • In einem Luftfahrzeug werden wichtige Einrichtungen stets redundant ausgelegt. Somit sind in einem Luftfahrzeug zwei Stauluftkanäle zum Kühlen des Wärmetauschers der Kabinenklimaanlage und zwei Stauluftkanäle mit einer Verteilungsleitung zum Kühlen zumindest einer wärmebelasteten Komponente sowie zum Ventilieren des Einbauraumes der wärmebelasteten Komponente vorhanden. Ferner sind vier Ventilatoren zum Erzeugen eines Luftstroms am Boden vorhanden. Die Kanäle und die Ventilatoren benötigen Platz, müssen gewartet werden und erhöhen die Masse des Luftfahrzeuges.
  • Die DE 103 61 657 A1 offenbart ein Kühlluftversorgungssystem für die Kühlung verschiedener Kühlluft benötigender Systeme in einem Flugzeug. Das System umfasst einen Stauluftkanal mit zwei parallel durchströmbaren Leitungszweigen. In einem Leitungszweig des Stauluftkanals ist ein Turboverdichter angeordnet. Beide Leitungszweige des Stauluftkanals münden in eine Kühlluft-Sammelkammer, an die drei Kühlluftversorgungsleitungen angeschlossen sind. Eine erste Kühlluftversorgungsleitung führt einem zu ventilierenden Flugzeugbereich Luft zu. In einer zweiten und einer dritten Kühlluftversorgungsleitung ist dagegen jeweils ein Wärmetauscher angeordnet, der dazu dient, einer wärmebelasteten Einrichtung Kühlenergie zuzuführen.
  • Die EP 1 695 910 A2 beschreibt ein Inertgaserzeugungssystem zur Verwendung an Bord eines Flugzeugs, bei dem Kabinenabluft zunächst durch einen Zwischenkühler und anschließend durch einen Wärmetauscher geleitet wird. Der Wärmetauscher ist in einem Stauluftkanal angeordnet, so dass den Stauluftkanal durchströmende Kaltluft die Kühlenergie zur Kühlung der Kabinenabluft in dem Wärmetauscher bereitstellt.
  • Aus der DE 101 19 433 C1 ist ein Stauluftkanal für eine Flugzeugklimaanlage mit einem Lufteinlass sowie einem Luftauslass bekannt. Der Lufteinlass und der Luftauslass sind jeweils mit einer verstellbaren Klappe verschließbar.
  • Die DE 10 2004 039 667 A1 betrifft eine Luftversorgungsanlage für ein System zur Erzeugung von Inertgas in einem Flugzeug, die einen Stauluftkanal sowie einen in dem Stauluftkanal angeordneten Wärmetauscher umfasst. Der Wärmetauscher dient dazu, Triebwerkszapfluft auf eine gewünschte tiefe Temperatur abzukühlen. Die Temperatur der den Wärmetauscher durchströmenden Triebwerkszapfluft wird mittels eines stromabwärts des Wärmetauschers in einer Zapfluftleitung positionierten Temperatursensors überwacht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässig arbeitendes, einfach aufgebautes und einbauraumsparendes Kühlsystem und eine mit einem derartigen Kühlsystem ausgestattete Kabinenklimaanlage bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Kabinenklimaanlage mit den im Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem umfasst einen Stauluftkanal, einen in dem Stauluftkanal angeordneten Wärmetauscher, der dazu eingerichtet ist, einer wärmebelasteten Komponente des Luftfahrzeugs durch die den Stauluftkanal durchströmende Luft bereitgestellte Kühlenergie zuzuführen, und eine in Fluidkommunikation mit dem Stauluftkanal angeordnete Ventilationseinrichtung, wobei von dem Stauluftkanal stromaufwärts des Wärmetauschers eine Verteilungsleitung abzweigt, die dazu eingerichtet ist, einem Einbauraum der wärmebelasteten Komponente des Luftfahrzeuges Ventilationsluft zuzuführen. Die Ventilationsleitung steht stromaufwärts der Verteilungsleitung mit dem Stauluftkanal in Fluidkommunikation. Durch einen Lufteinlass tritt Luft aus der Umgebung des Luftfahrzeuges in den Stauluftkanal ein. Die Luft tritt durch einen Luftauslass aus dem Stauluftkanal aus. Der Wärmetauscher kann ein Wärmetauscher, beispielsweise der Hauptwärmetauscher (Main Heat Exchanger) und/oder der primäre Wärmetauscher (Primary Heat Exchanger), der eingangs beschriebenen Kabinenklimaanlage sein. Der Wärmetauscher kühlt beispielsweise heiße Zapfluft. Die wärmebelastete Komponente ist eine beliebige Komponente des Luftfahrzeuges, die sich im Betrieb erwärmen kann. Die wärmebelastete Komponente kann eine Komponente der Kabinenklimaanlage sein. Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass das Gewicht des Luftfahrzeuges reduziert wird und dessen Effizienz erhöht wird.
  • Da die Verteilungsleitung an den Stauluftkanal angeschlossen ist, in dem der Wärmetauscher der Kabinenklimaanlage angeordnet ist, sind selbst bei einer redundanten Auslegung des Kühlsystems nur noch zwei Stauluftkanäle und zwei Ventilationseinrichtungen für das gesamte Luftfahrzeug erforderlich.
  • Der Lufteinlass kann die NACH-Form aufweisen. Der dynamische Anteil der in den Lufteinlass einströmenden Luft aus der Umgebung wird in einem Diffusor in einen statischen Überdruck gewandelt. Dieser Überdruck steht am Eingang des Wärmetauschers und am Eingang der Verteilungsleitung zur Verfügung, so dass der Wärmetauscher und die zumindest eine wärmebelastete Komponente eines Luftfahrzeuges mit Kühlluft versorgt werden können.
  • Die Ventilationseinrichtung kann ein Gebläse sein. Das Gebläse kann elektrisch oder durch Druckluft, beispielsweise Triebwerkszapfluft, angetrieben werden. Die Ventilationseinrichtung kann auch eine Luftinjektionseinrichtung sein, die Luft in den Stauluftkanal injiziert. Die in den Stauluftkanal injizierte Luft kann einen höheren Druck aufweisen als die Luft in dem Stauluftkanal. Die in den Stauluftkanal injizierte Luft kann Zapfluft sein, die, falls erforderlich, zuvor gekühlt wurde. Die Ventilationseinrichtung wird verwendet, um am Boden und/oder bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges eine Luftströmung durch den Stauluftkanal sicherzustellen, damit der Wärmetauscher und die zumindest eine wärmebelastete Komponente mit Kühlluft versorgt werden und/oder der Einbauraum der wärmebelasteten Komponente ventiliert wird. Ferner stellt die Ventilationseinrichtung sicher, dass der Einbauraum der wärmebelasteten Komponente ventiliert wird, damit sich keine zündfähigen Treibstoffdämpfe bilden können. Die Ventilationseinrichtung kann auch während des Fluges aktiviert sein.
  • In dem Stauluftkanal kann ein Einwegventil angeordnet sein, das bewirkt, dass die Luft im Stauluftkanal lediglich vom Lufteinlass zum Luftauslass strömen kann. Insbesondere wenn die Ventilationseinrichtung eingeschaltet ist, besteht die Gefahr, dass die von der Ventilationseinrichtung erzeugte Luftströmung in Richtung Lufteinlass abgelenkt wird, so dass ein strömungstechnischer Kurzschluss entsteht. Das Einwegventil verhindert, dass Luft in Richtung Lufteinlass strömen kann.
  • Der Stauluftkanal kann in zwei parallel durchströmte Zweige geteilt sein, wobei im ersten Zweig das Einwegventil angeordnet ist und im zweiten Zweig die Ventilationseinrichtung angeordnet ist. Wie zuvor erwähnt wurde, sorgt die Ventilationseinrichtung dafür, dass die Verteilungsleitung zur Kühlung zumindest einer Komponente des Luftfahrzeuges und/oder zur Ventilation deren Einbauraumes sowie der Wärmetauscher der Kabinenklimaanlage mit einer Luftströmung versorgt werden, falls sich das Luftfahrzeug am Boden befindet und/oder mit einer niedrigen Geschwindigkeit fliegt. Das Einwegventil verhindert eine Strömung in Richtung Lufteinlass.
  • Das Kühlsystem ist derart ausgebildet, dass die Verteilungsleitung stromaufwärts des Wärmetauschers vom den Stauluftkanal abzweigt. Die Begriffe "stromaufwärts" und "stromabwärts" beziehen sich auf eine Strömung vom Lufteinlass zum Luftauslass. Die Ventilationseinrichtung und das Einwegventil sind stromaufwärts der Verteilungseinrichtung angeordnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Ventilationseinrichtung einen Überdruck, der eine Strömung in die Verteilungsleitung und in den Wärmetauscher bewirkt.
  • Das Einwegventil kann stromaufwärts der Verteilungsleitung angeordnet sein. Dadurch kann verhindert werden, dass eine Luftströmung aus der Verteilungsleitung austritt und in Richtung Lufteinlass des Stauluftkanals strömt.
  • Das Gebläse kann in dem Stauluftkanal so angeordnet sein, dass es von Luft umströmt werden kann. Das Gebläse kann in einem Gebläsekanal angeordnet sein, der einen kleineren Querschnitt als der Stauluftkanal aufweist. Bei dieser Ausführungsform muss kein Einwegventil vorgesehen sein. Das Gebläse kann am Boden und/oder bei niedriger Fluggeschwindigkeit eine Strömung durch den Stauluftkanal erzeugen. Im Flug kann die durch den Lufteinlass eintretende Luft am Gebläse bzw. Gebläsekanal vorbei durch den Stauluftkanal strömen.
  • Ein Auslass des Gebläses oder des Gebläsekanals kann eine Auslassfläche aufweisen, die mit der verbleibenden Fläche des Stauluftkanals am Auslass des Gebläses oder des Gebläsekanals in einer solchen Beziehung steht, dass, falls das Gebläse Luft fördert, der statische Druck an der Auslassfläche kleiner oder gleich dem statischen Druck an der verbleibenden Fläche des Stauluftkanals ist. Dadurch kann verhindert werden, dass die vom Gebläse erzeugte Strömung in Richtung Lufteinlass strömt. Während des Fluges strömt die durch den Lufteinlass eintretende Luft durch die verbleibende Fläche des Stauluftkanals am Gebläse bzw. Gebläsekanal vorbei.
  • Der Lufteinlass des Stauluftkanals und/oder der Luftauslass des Stauluftkanals können je eine betätigbare Klappe aufweisen. Durch die Klappe am Lufteinlass kann der im Stauluftkanal eingangsseitig herrschende Überdruck eingestellt werden. Durch die am Luftauslass des Stauluftkanals angeordnete Klappe kann der ausgangsseitige Unterdruck des Stauluftkanals eingestellt werden. Es versteht sich, dass die Lufteinlassklappe und die Luftauslassklappe durch eine beliebige Einrichtung ersetzt werden können, die den Durchfluss durch den Lufteinlass bzw. den Luftauslass verändern können.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Kabinenklimaanlage mit dem zuvor beschriebenen Kühlsystem, einer Temperaturerfassungseinrichtung, die die Temperatur der aus dem Wärmetauscher strömenden Luft erfasst, die in die Kabine geleitet wird und die von der Stauluft zu kühlen ist, und einer Steuerungseinrichtung, die die Funktionsweise der Kabinenklimaanlage steuert. Die Steuerungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass die Kabinenklimaanlage abgeschaltet wird, falls die aus dem Wärmetauscher austretende Luft, die in die Kabine geleitet wird und die von der Stauluft zu kühlen ist, einen Schwellenwert überschreitet. Diese Kabinenklimaanlage hat den Vorteil, dass mit Hilfe der Erfassung der Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretenden Luft, die in die Kabine geleitet wird und von der Stauluft zu kühlen ist, die Funktion der Ventilationseinrichtung überwacht werden kann, ohne dass eine separate Klimaanlagenabschalteinrichtung zur Überwachung der Funktion der Ventilationseinrichtung erforderlich ist. Die im Wärmetauscher von der Stauluft zu kühlende Luft kann Triebwerkszapfluft sein. Die gekühlte, aus dem Wärmetauscher austretende Luft kann weiter konditioniert werden, bevor sie in die Kabine geleitet wird.
  • Die Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretenden Luft, die in die Kabine geleitet wird und von der Stauluft zu kühlen ist, kann von der Temperaturerfassungseinrichtung am Auslass des Wärmetauschers und/oder an einem beliebigen Ort in der Klimaanlage erfasst werden. Die aus dem Wärmetauscher austretenden Luft, die in die Kabine geleitet wird und von der Stauluft zu kühlen ist, kann mit einem anderen Luftstrom gemischt werden und/oder weiter konditioniert werden, bevor deren Temperatur erfasst wird. Beispielsweise kann die Temperatur der Luft am Mischer und/oder am Einlass in die Kabine erfasst werden.
  • Die Klimaanlage wird abgeschaltet, falls die Temperatur der aus dem Wärmetauscher austretenden Luft, die in die Kabine geleitet wird und von der Stauluft zu kühlen ist, einen Schwellenwert überschreitet. Liefert die Ventilationseinrichtung am Boden einen zu kleinen oder keinen Luftstrom, um den Einbauraum ausreichend zu ventilieren, dann liefert die Ventilationseinrichtung folglich auch zu wenig Luft, um die Zapfluft im Wärmetauscher der Klimaanlage zu kühlen. Dies führt zu einem Überschreiten des Schwellenwertes der aus dem Wärmetauscher bzw. der Klimaanlage austretenden Luft führt, was folglich zu einem Abschalten der Klimaanlage führt. Aus diesem Grund kann die separate Abschalteeinrichtung der Klimaanlage des Standes der Technik zum Abschalten der Klimaanlage im Falle einer ausgefallenen Ventilationseinrichtung entfallen.
  • Die Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 einen Stauluftkanal, in dem eine Ventilationseinrichtung angeordnet ist, wobei die Ventilationseinrichtung durch einen By-Pass mit einem Einwegventil überbrückt wird;
  • 2 eine Ausführungsform, bei der in dem Stauluftkanal ein Einwegventil angeordnet ist, wobei das Einwegventil durch einen By-Pass überbrückt wird, in dem eine Ventilationseinrichtung angeordnet ist;
  • 3 eine Ausführungsform ohne By-Pass und Einwegventil, bei der die Ventilationseinrichtung stromaufwärts der Verteilungsleitung und des Wärmetauschers angeordnet ist;
  • 4 eine Ausführungsform ohne By-Pass und Einwegventil, bei der die Ventilationseinrichtung stromabwärts der Verteilungsleitung und des Wärmetauschers angeordnet und die nicht Gegenstand der Erfindung ist;
  • 5 eine Ausführungsform, bei der ein Gebläse in einem Gebläsekanal angeordnet ist, wobei sich der Gebläsekanal innerhalb des Stauluftkanals befindet; und
  • 6 eine Ausführungsform mit einer Luftinjektionseinrichtung.
  • 1 zeigt einen Stauluftkanal 2 mit einem Lufteinlass 4 und einem Luftauslass 6. Der Lufteinlass 4 umfasst eine Lufteinlassklappe (nicht gezeigt), mit der die Menge der in den Lufteinlass 4 eintretenden Luft gesteuert werden kann. Der Lufteinlass 4 weist vorzugsweise eine NACH-Form auf. Der Luftauslass 6 umfasst eine Luftauslassklappe 18. Im Stauluftkanal 2 ist ein Wärmetauscher 10 einer Kabinenklimaanlage angeordnet. Wie zuvor erwähnt wurde, temperiert die Kabinenklimaanlage die Kabine und das Cockpit und setzt im Flug das Cockpit und die Kabine unter einen Druck, der im Wesentlichen dem Luftdruck am Boden entspricht. Der Wärmetauscher 10 kann den Hauptwärmetauscher (Main Heat Exchanger) und/oder den primären Wärmetauscher (Primary Heat Exchanger) der Kabinenklimaanlage umfassen. Der Wärmetauscher 10 kühlt beispielsweise heiße Triebwerkszapfluft. Die von dem Wärmetauscher gekühlte Luft kann nach einer weiteren Konditionierung in die Kabine geleitet werden.
  • An den Stauluftkanal 2 ist eine Verteilungsleitung 12 zum Kühlen zumindest einer wärmebelasteten Komponente des Luftfahrzeuges und/oder zur Ventilation des Einbauraumes der zumindest einen wärmebelasteten Komponente angeschlossen. Die Verteilungsleitung führt die Kühlluft aus dem Stauluftkanal 2 dem Einbauraum der wärmebelasteten Komponente zu, um diesen zu ventilieren, d. h. belüften, damit sich im Einbauraum kein zündfähiges Gemisch bilden kann. Es muss vermieden werden, dass sich Treibstoffdämpfe oder Treibstoff an der zumindest einen wärmebelasteten Komponente entzünden kann. Die Verteilungsleitung führt die Kühlluft aus dem Stauluftkanal 2 auch Komponenten der Kabinenklimaanlage (den so genannten Packs) zu, um beispielsweise eine Strukturerwärmung zu vermeiden. Die Verteilungsleitung kann in eine Mehrzahl von Verteilungsleitungen verzweigen. Die Verteilungsleitung umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen, um die Kühlluft aus dem Stauluftkanal 2 in einem Einbauraum der Klimaanlagenkomponenten zu verteilen. Dieser Einbauraum weist ferner im Rumpfbereich Öffnungen nach außen auf, damit die Luft wieder aus dem Einbauraum abströmen kann.
  • Der Stauluftkanal verzweigt in einen Hauptzweig, in dem die Ventilationseinrichtung 8 angeordnet ist, und einen By-Pass-Zweig 16, in dem ein Einwegventil 14 angeordnet ist. Die Ventilationseinrichtung 8 ist vorzugsweise ein Gebläse. Vorzugsweise befindet sich stromaufwärts des By-Pass ein Diffusor.
  • Im Flug tritt die Strömung der Außenluft über den Lufteinlass 4 in den Stauluftkanal 2 ein, der üblicherweise eine NACH-Form aufweist. Der dynamische Anteil der in den Lufteinlass einströmenden Luft wandelt sich im Diffusor teilweise in einen statischen Druck um. Folglich entsteht ein statischer Überdruck am Eingang des Wärmetauschers 10 und am Anschluss der Verteilungsleitung 12. Die Lufteinlassklappe (nicht gezeigt) steuert die Strömung der Luft in den Stauluftkanal 2 und somit den Überdruck im Stauluftkanal 2.
  • Üblicherweise weist der Luftauslass 6 eine Luftauslassklappe 18 auf. Die relativ weit geöffnete Luftauslassklappe 18 wird von der Außenluft umströmt und erzeugt somit einen Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck im Luftauslass 6. Der Unterdruck kann mittels der Luftauslassklappe 18 eingestellt werden. Dieser Unterdruck unterstützt die Strömung durch den Wärmetauscher 10.
  • Die Lufteinlassklappe (nicht gezeigt) des Lufteinlasses 4 kann so geöffnet werden, dass der Überdruck im Stauluftkanal 2 einen Volumenstrom in der Verteilungsleitung 12 sicherstellt, der zum Kühlen der zumindest einen Komponente des Luftfahrzeuges und/oder zum Ventilieren deren Einbauraumes ausreicht. Die Luftauslassklappe 18 am Luftauslass 6 kann die durch den Wärmetauscher 10 strömende Luftmenge steuern. Die durch den Wärmetauscher 10 strömende Luftmenge kann beispielsweise reduziert werden, falls die Kabine beheizt werden soll.
  • Die Lufteinlassklappe (nicht gezeigt) und die Luftauslassklappe 18 können durch Aktuatoren eingestellt werden. Der Aktuator kann beispielsweise ein Rotationsmotor mit einer Schnecke sein, die eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umsetzt. Es versteht sich, dass die Lufteinlassklappe und die Luftauslassklappe 18 durch eine beliebige Einrichtung ersetzt werden können, die den Durchfluss durch den Lufteinlass bzw. den Luftauslass verändern kann.
  • Befindet sich das Luftfahrzeug am Boden, saugt die Ventilationseinrichtung 8 Luft durch den Lufteinlass 4 an. Das Einwegventil 14 im By-Pass verhindert, dass die von der Ventilationseinrichtung 8 geförderte Luft wieder in Richtung Ansaugseite der Ventilationseinrichtung 8 strömt. Die von der Ventilationseinrichtung 8 geförderte Luft tritt in die Verteilungsleitung 12 ein, wo Komponenten des Luftfahrzeuges, insbesondere Komponenten der Klimaanlage, gekühlt werden und/oder deren Einbauraum ventiliert wird. Ferner tritt die Luft in den Wärmetauscher 10 der Kabinenklimaanlage ein und verlässt den Stauluftkanal 2 über den Luftauslass 6.
  • Die Ventilationseinrichtung 8 kann von der ACM unabhängig sein, so dass die Energie, die zum Antrieb des ACM-Ventilators benutzt wurde, zur Erhöhung der Leistung der Kabinenklimaanlage verwendet werden kann oder die Kabinenklimaanlage kann mit Zapfluft mit einem niedrigeren Eingangsdruck bei einer gleich bleibenden Kühlleistung betrieben werden. Die Ventilationseinrichtung wird üblicherweise nur betrieben, falls sich das Luftfahrzeug am Boden befindet. Sie kann aber je nach Bedarf auch im Flug eingeschaltet werden. Die Ventilationseinrichtung 8 muss so ausgelegt sein, dass sie auch während des gesamten Fluges betrieben werden kann. Die Ventilationseinrichtung kann ein Gebläse sein, das elektrisch oder von Druckluft, beispielsweise von Zapfluft, betrieben wird. Im Flug strömt die Luft vom Lufteinlass 4 durch das Einwegventil 14 in Richtung Verteilungsleitung 12 und Wärmetauscher 10. Die Luft kann aber auch vom Lufteinlass 4 durch die Ventilationseinrichtung 8 strömen.
  • Wie zuvor erwähnt wurde, können sich in dem Einbauraum der zumindest einen wärmebelasteten Komponente aufgrund von Leckagen Treibstoff und/oder Treibstoffdämpfe sammeln oder bilden. Der Treibstoff und/oder der Treibstoffdampf kann vom Tank in den Einbauraum gelangen. Daher muss der Einbauraum der wärmebelasteten Komponente ventiliert, d. h. belüftet, werden, bevor das System mit der wärmebelasteten Komponente eingeschaltet wird. Die Ventilierung des Einbauraumes soll verhindern, dass sich ein zündfähiges Gemisch im Einbauraum bilden kann. Die Kabinenklimaanlage kann ferner nur dann weiter betrieben werden, wenn gewähr leistet ist, dass sich in dem Einbauraum kein zündfähiges Gemisch bilden kann. Somit ist bei einer ausgefallenen oder einer zu schwachen Ventilierung des Einbauraums die Klimaanlage abzuschalten, da sich im Einbauraum entzündbare Dämpfe bilden können.
  • Wie zuvor erwähnt wurde, ist im Stand der Technik eine Klimaanlagenabschalteinrichtung erforderlich, die den Luftstrom durch den Stauluftkanal überwacht. Diese Klimaanlagenabschalteinrichtung ist bei der Erfindung nicht erforderlich, sobald die Kabinenklimaanlage eingeschaltet ist. Fällt der Luftstrom durch den Stauluftkanal aus, ist kein Luftstrom vorhanden, der den Wärmetauscher kühlen kann. Folglich wird die durch den Wärmetauscher zu kühlende Triebwerkszapfluft nicht gekühlt. Somit behält die Triebwerkszapfluft ihre hohe Temperatur, die von einem Sensor der Kabinenklimaanlage erfasst wird. Da Luft mit einer hohen Temperatur nicht in die Kabine strömen darf, muss die Kabinenklimaanlage abgeschaltet werden. Dies wird von der Steuerung der Kabinenklimaanlage durchgeführt. Somit ist, sobald die Kabinenklimaanlage eingeschaltet ist, keine zusätzliche Klimaanlagenabschalteinrichtung erforderlich, die die Funktion der Ventilationseinrichtung bzw. den Luftstrom im Stauluftkanal überwacht und sicherstellt, dass sich kein zündfähiges Gemisch im Einbauraum der zumindest einen wärmebelasteten Komponente bildet. Dadurch wird die Sicherheit und die Zuverlässigkeit des Luftfahrzeuges erhöht.
  • Im Flug kann dieser Fehlerfall nicht eintreten, da die Lufteinlassklappe (nicht gezeigt) ein passives Mittel, beispielsweise einen Anschlag, aufweist, wodurch sichergestellt wird, dass die Lufteinlassklappe nicht vollständig geschlossen werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass der Einbauraum der zumindest einen Komponente der Kabinenklimaanlage und/oder die Komponenten der Kabinenklimaanlage durch die Verteilungsleitung 12 ausreichend mit Kühlluft versorgt werden.
  • Eine Kabinenklimaanlage, die die Lehren der Erfindung verwendet, umfasst das beschriebene erfindungsgemäße Kühlsystem, eine Temperaturerfassungseinrichtung (nicht gezeigt), die die Temperatur der aus dem Wärmetauscher 10 strömenden Luft erfasst, die in die Kabine geleitet wird und die von der Stauluft zu kühlen ist, und eine Steuerungseinrichtung (nicht gezeigt), die die Funktionsweise der Kabinenklimaanlage steuert. Die Steuerungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass die Kabinenklimaanlage abgeschaltet wird, falls die aus dem Wärmetauscher austretende Luft, die in die Kabine geleitet wird und die von der Stauluft zu kühlen ist, einen Schwellenwert überschreitet. Die im Wärmetauscher von der Stauluft zu kühlende Luft kann Triebwerkszapfluft sein. Bei dieser Kabinenklimaanlage ist, wie zuvor erwähnt, keine zusätzliche Klimaanlagenabschalteinrichtung erforderlich, die die Funktionsweise der Ventilationseinrichtung überwacht und/oder das Vorhandensein eines Luftstromes in dem Stauluftkanal überwacht, sobald die Klimaanlage eingeschaltet ist. Bei dieser Kabinenklimaanlage wird das Vorhandensein eines Luftstromes im Stauluftkanal und somit auch die Funktion der Ventilationseinrichtung indirekt überwacht, nämlich über die Temperatur der aus dem Wärmetauscher 10 ausströmenden Luft, die von der Stauluft zu kühlen ist.
  • Die Temperatur der aus dem Wärmetauscher 10 austretenden Luft, die in die Kabine geleitet wird und von der Stauluft zu kühlen ist, kann von der Temperaturerfassungseinrichtung am Auslass des Wärmetauschers und/oder an einem beliebigen Ort in der Klimaanlage erfasst werden. Wie zuvor erwähnt wurde, kann die aus dem Wärmetauscher austretenden Luft, die in die Kabine geleitet wird und von der Stauluft zu kühlen ist, mit einem anderen Luftstrom gemischt werden und/oder weiter konditioniert werden, bevor deren Temperatur erfasst wird. Beispielsweise kann die Temperatur der Luft am Mischer und/oder am Einlass in die Kabine erfasst werden.
  • Wie zuvor erwähnt wurde, muss vor dem Einschalten der Klimaanlage der Einbauraum ventiliert werden. Diese Ventilation ist erforderlich, da sich auch bei abgeschalteter Kabinenklimaanlage Treibstoff und/oder Treibstoffdämpfe im Einbauraum der zumindest einen wärmebelasteten Komponente sammeln bzw. bilden können. Dazu kann beispielsweise überwacht werden, ob sich die Ist-Drehzahl des Gebläses 8 vor dem Einschalten der Kabinenklimaanlage über einen ausreichend langen Zeitraum innerhalb eines Sollbereichs befindet. Diese Überwachung kann abschaltet werden, sobald die Klimaanlage eingeschaltet ist.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform weist der By-Pass 16 einen kleineren Querschnitt als der Stauluftkanal 2 auf, was jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein muss.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist das Einwegventil 14 im Stauluftkanal 2 angeordnet und die Ventilationseinrichtung 8 im By-Pass 16 angeordnet. Ansonsten entspricht die Funktionsweise der Ausführungsform gemäß 2 derjenigen der Ausführungsform gemäß 1. Der By-Pass 16 kann einen kleineren Querschnitt als der Stauluftkanal 2 aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass der By-Pass 16 den gleichen Querschnitt oder einen größeren Querschnitt als der Stauluftkanal 2 aufweist. Der By-Pass 16 und der von diesem überbrückte Bereich des Stauluftkanals können auch als parallele Zweige des Stauluftkanals 2 angesehen werden.
  • Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, dass das Kühlsystem einen By-Pass aufweist. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der kein By-Pass und kein Einwegventil vorhanden ist. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform den Ausführungsformen gemäß 1 und 2. Bei dieser Ausführungsform muss sichergestellt werden, dass die im Flug durch den Stauluftkanal 2 strömende Luft die Ventilationseinrichtung 8 nicht beschädigt. Ferner darf die Ventilationseinrichtung für die durch den Stauluftkanal 2 strömende Luft keinen wesentlichen Widerstand darstellen.
  • Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die Ventilationseinrichtung 8 stromaufwärts der Verteilungsleitung 12 und des Wärmetauschers 10 angeordnet. Folglich erzeugt die Ventilationseinrichtung 8 einen Überdruck, der sicherstellt, dass der Einbauraum der Komponenten ventiliert wird und die Komponenten des Luftfahrzeuges, insbesondere der Kabinenklimaanlage, durch die Verteilungsleitung 12 mit Kühlluft versorgt werden. Ferner bewirkt der Überdruck, dass der Wärmetauscher 10 von Kühlluft durchströmt wird, die die Ventilationseinrichtung 8 ausschließlich aus dem Lufteinlass 4 ansaugt. Die Steuerung und die Überwachung der Ventilationseinrichtung 8 entspricht im Wesentlichen derjenigen der Ausführungsform von 1.
  • 4 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Kühlsystem bei der die Ventilationseinrichtung 8 stromabwärts der Verteilungsleitung 12 und des Wärmetauschers 10 angeordnet ist. Die Ventilationseinrichtung 8 kann in der Nähe des Luftauslasses 6 angeordnet sein. In diesem Fall saugt die Ventilationseinrichtung 8 einen ersten Teil der Luft aus der Verteilungsleitung 12 und einen zweiten Teil der Luft über den Lufteinlass 4 an. Da der erste Teil der Luft durch die gekühlten Komponenten erwärmt wird, sollte der erste Teil kleiner als der zweite Teil sein, damit die angesaugte Luft beim Eintritt in den Wärmetauscher 10 keine zu hohe Temperatur aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform muss sichergestellt werden, dass die im Flug durch den Stauluftkanal 2 strömende Luft die Ventilationseinrichtung 8 nicht beschädigt. Es versteht sich, dass die Ventilationseinrichtung 8 für die durch den Stauluftkanal 2 strömende Luft keinen wesentlichen Widerstand darstellen darf. Die Steuerung und die Überwachung der Ventilationseinrichtung 8 entspricht auch im Wesentlichen derjenigen der Ausführungsform von 1.
  • 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Gebläse 8 in einem Gebläsekanal 22 angeordnet ist. Der Gebläsekanal 22 weist einen kleineren Querschnitt als der Stauluftkanal 2 auf und ist in dem Stauluftkanal angeordnet. Der Ge bläsekanal 22 weist eine Austrittsfläche A1 auf. Der verbleibende Teil des Stauluftkanals 2 weist am Austritt des Gebläsekanals 22 eine Fläche A2 auf. Während des Fluges strömt die Luft durch den Stauluftkanal 2 durch einen By-Pass-Bereich 20 an dem Gebläse 8 vorbei, wobei der By-Pass-Bereich 20 um den Gebläsekanal 22 ausgebildet ist.
  • Das Gebläse 8 erzeugt einen Überdruck, der den Wärmetauscher 10 mit Kühlluft und die Verteilungsleitung 12 mit Luft zum Ventilieren des Einbauraumes und/oder zum Kühlen der zumindest einen Komponente versorgt. Es muss verhindert werden, dass die vom Gebläse 8 geförderte Luft durch den By-Pass-Bereich 20 zum Ansaugbereich des Gebläses 8 strömt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Fläche A2 des By-Pass-Bereichs 20 ein solches Verhältnis zur Fläche A1 des Gebläsekanals 22 aufweist, dass, falls das Gebläse 8 Luft fördert, der statische Druck am Gebläsekanalaustritt kleiner oder gleich dem statischen Druck am Ende des By-Pass-Bereichs 20 ist. In diesem Fall befindet sich die gesamte Strömungsenergie, die durch das Gebläse erzeugt wird, im dynamischen Anteil der Strömung durch die Luftaustrittsfläche A1 des Gebläsekanals 22.
  • Es ist auch möglich, in dem By-Pass-Bereich ein Einwegventil vorzusehen.
  • In 5 sind das Gebläse 8, der Gebläsekanal 22 und der By-Pass-Bereich 20 stromaufwärts der Verteilungsleitung 12 und des Wärmetauschers 10 angeordnet. Das Gebläse 8, der Gebläsekanal 22 und der By-Pass-Bereich 20 können auch stromabwärts der Verteilungsleitung 12 oder des Wärmetauschers 10 angeordnet sein. Die Steuerung und die Überwachung des Gebläses 8 entspricht im Wesentlichen derjenigen der Ausführungsform von 1.
  • 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Ventilationseinrichtung als Luftinjektionseinrichtung 24 ausgebildet ist. Die Luftinjektionseinrichtung 24 injiziert Druckluft, beispielsweise Zapfluft, in den Stauluftkanal 2. Dadurch kann in dem Stauluftkanal 2 eine Luftströmung erzeugt werden, die bewirkt, dass Luft vom Lufteinlass 4 angesaugt wird, die in die Verteilungsleitung 12 eintritt und den Wärmetauscher 10 durchströmt. Im Flug strömt die Luft an der Luftinjektionseinrichtung 24 vorbei. Es ist auch möglich, dass die Luftinjektionseinrichtung 24 während des Fluges Luft in den Stauluftkanal 2 injiziert. Die Zapfluft kann gekühlt werden, bevor sie in den Stauluftkanal 2 injizert wird. Ansonsten entspricht die Funktionsweise und die Überwachung dieser Ausführungsform im Wesentlichen derjenigen der Ausführungsform gemäß 3.
  • In 6 ist die Luftinjektionseinrichtung 24 stromaufwärts der Verteilungsleitung 12 und des Wärmetauschers 10 angeordnet. Die Luftinjektionseinrichtung 24 kann auch stromabwärts der Verteilungsleitung 12 oder des Wärmetauschers 10 angeordnet sein.
  • Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass kein zusätzlicher Stauluftkanal erforderlich ist, um eine wärmebelastete Komponente des Luftfahrzeuges, insbesondere der Kabinenklimaanlage, zu kühlen und/oder deren Einbauraum zu ventilieren. Dadurch wird Raum und Masse eingespart. Zusätzlich vereinfacht sich die Installation des Kühlsystems. Ferner ist am Boden keine zusätzliche Ventilationseinrichtung erforderlich, um die zuvor erwähnte wärmebelastete Komponente des Luftfahrzeuges bzw. der Kabinenklimaanlage zu kühlen und/oder deren Einbauraum zu ventilieren. Dadurch wird zusätzlich Platz und Masse eingespart und ferner wird die Verfügbarkeit erhöht. Ferner reduziert sich der Luftwiderstand des Luftfahrzeuges, da weniger Stauluftkanäle erforderlich sind. Ferner wurde, wie zuvor erwähnt wurde, die Überwachung des Luftstromes im Stauluftkanal vereinfacht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10361657 A1 [0011]
    • - EP 1695910 A2 [0012]
    • - DE 10119433 C1 [0013]
    • - DE 102004039667 A1 [0014]

Claims (12)

  1. Kühlsystem für ein Luftfahrzeug mit – einem Stauluftkanal (2); – einem Lufteinlass (4), durch den Luft aus der Umgebung des Luftfahrzeuges in den Stauluftkanal (2) eintritt; – einem Luftauslass (6), durch den Luft aus dem Stauluftkanal (2) austritt; und – einer in Fluidkommunikation mit dem Stauluftkanal (2) angeordneten Ventilationseinrichtung (8); dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stauluftkanal (2) ein Wärmetauscher (10) angeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, einer wärmebelasteten Komponente des Luftfahrzeuges durch die den Stauluftkanal (2) durchströmende Luft bereitgestellte Kühlenergie zuzuführen, und dass von dem Stauluftkanal (2) stromaufwärts des Wärmetauschers (10) eine Verteilungsleitung (12) abzweigt, die dazu eingerichtet ist, einem Einbauraum der wärmebelasteten Komponente Ventilationsluft zuzuführen, wobei die Ventilationseinrichtung (8) stromaufwärts der Verteilungsleitung (12) mit dem Stauluftkanal (2) in Fluidkommunikation steht.
  2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilationseinrichtung (8) ein Gebläse ist.
  3. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilationseinrichtung (8) eine Luftinjektionseinrichtung ist.
  4. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stauluftkanal (2) ein Einwegventil angeordnet ist, das bewirkt, dass die Luft im Stauluftkanal (2) lediglich vom Lufteinlass (4) zum Luftauslass (6) strömen kann.
  5. Kühlsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauluftkanal (2) in zwei parallel durchströmte Zweige geteilt ist, wobei im ersten Zweig das Einwegventil angeordnet ist und im zweiten Zweig die Ventilationseinrichtung (8) angeordnet ist.
  6. Kühlsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einwegventil stromaufwärts der Verteilungsleitung (12) angeordnet ist.
  7. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse in dem Stauluftkanal (2) so angeordnet ist, dass es von Luft umströmt werden kann.
  8. Kühlsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (8) in einem Gebläsekanal (22) angeordnet ist, der in dem Stauluftkanal (2) angeordnet ist, wobei der Gebläsekanal (22) einen kleineren Querschnitt als der Stauluftkanal (2) aufweist.
  9. Kühlsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslass des Gebläses (8) oder des Gebläsekanals (22) eine Auslassfläche (A1) aufweist, die mit der verbleibenden Fläche (A2) des Stauluftkanals (2) am Auslass des Gebläses (8) oder des Gebläsekanals (22) in einer solchen Beziehung steht, dass, falls das Gebläse (8) Luft fördert, der statische Druck an der Auslassfläche (A1) kleiner oder gleich dem statischen Druck an der verbleibenden Fläche (A2) des Stauluftkanals (2) ist.
  10. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (4) des Stauluftkanals (2) und/oder der Luftauslass (6) des Stauluftkanals (2) je eine betätigbare Klappe (18) aufweisen.
  11. Kabinenklimaanlage mit – einem Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, – einer Temperaturerfassungseinrichtung, die die Temperatur der aus dem Wärmetauscher strömenden Luft erlasst, die von der Stauluft zu kühlen ist, und – einer Steuerungseinrichtung, die die Funktionsweise der Kabinenklimaanlage steuert, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Kabinenklimaanlage abgeschaltet wird, falls die aus dem Wärmetauscher austretende Luft, die in die Kabine geleitet wird und die von der Stauluft zu kühlen ist, einen Schwellenwert überschreitet.
  12. Klimaanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wärmetauscher von der Stauluft zu kühlende Luft Triebwerkszapfluft ist.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017039A1 (de) 2009-04-09 2010-10-21 Airbus Deutschland Gmbh Stauluftauslasskanal
DE102009043797A1 (de) 2009-09-30 2011-03-31 Airbus Operations Gmbh Stauluftkanalklappenanordnung und Stauluftkanal
DE102011008219A1 (de) * 2011-01-10 2012-07-12 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines einen Stauluftkanal durchströmenden Luftmassenstroms
FR3014846A1 (fr) * 2013-12-16 2015-06-19 Snecma Systeme de prelevement de fluide
DE102015216499A1 (de) 2015-08-28 2017-03-02 Airbus Operations Gmbh Verfahren und System zur Ventilation eines Flugzeugbereichs
US11286881B2 (en) 2019-10-16 2022-03-29 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Gas turbine engine with reversible heat exchanger
DE102021115226A1 (de) 2021-06-11 2022-12-15 MTU Aero Engines AG Luftfahrzeug mit einer Brennstoffzelle und Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzelle eines Luftfahrzeugs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10119433C1 (de) * 2001-04-20 2002-08-22 Liebherr Aerospace Gmbh Stauluftkanal für eine Flugzeugklimaanlage
DE10361657A1 (de) * 2003-12-30 2005-08-11 Airbus Deutschland Gmbh Kühlungsluftversorgungssystem für die Kühlung verschiedener Kühlungsluft benötigender Systeme in einem Flugzeug
DE102004039667A1 (de) * 2004-08-16 2006-03-02 Airbus Deutschland Gmbh Luftversorgung in einem Flugzeug
EP1695910A2 (de) * 2005-02-24 2006-08-30 Hamilton Sundstrand Corporation Borderzeugungssystem für Inertgas mit Kompressordruckstossschutz

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10119433C1 (de) * 2001-04-20 2002-08-22 Liebherr Aerospace Gmbh Stauluftkanal für eine Flugzeugklimaanlage
DE10361657A1 (de) * 2003-12-30 2005-08-11 Airbus Deutschland Gmbh Kühlungsluftversorgungssystem für die Kühlung verschiedener Kühlungsluft benötigender Systeme in einem Flugzeug
DE102004039667A1 (de) * 2004-08-16 2006-03-02 Airbus Deutschland Gmbh Luftversorgung in einem Flugzeug
EP1695910A2 (de) * 2005-02-24 2006-08-30 Hamilton Sundstrand Corporation Borderzeugungssystem für Inertgas mit Kompressordruckstossschutz

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017039A1 (de) 2009-04-09 2010-10-21 Airbus Deutschland Gmbh Stauluftauslasskanal
DE102009043797A1 (de) 2009-09-30 2011-03-31 Airbus Operations Gmbh Stauluftkanalklappenanordnung und Stauluftkanal
US8360358B2 (en) 2009-09-30 2013-01-29 Airbus Operations Gmbh Ram air duct flap arrangement and ram air duct
DE102011008219A1 (de) * 2011-01-10 2012-07-12 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines einen Stauluftkanal durchströmenden Luftmassenstroms
WO2012095291A1 (en) * 2011-01-10 2012-07-19 Airbus Operations Gmbh Method and device for determining an air mass flow flowing through a ram air channel
DE102011008219B4 (de) * 2011-01-10 2013-12-12 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines einen Stauluftkanal durchströmenden Luftmassenstroms
US9021877B2 (en) 2011-01-10 2015-05-05 Airbus Operations Gmbh Method and device for determining an air mass flow flowing through a ram air channel
FR3014846A1 (fr) * 2013-12-16 2015-06-19 Snecma Systeme de prelevement de fluide
DE102015216499A1 (de) 2015-08-28 2017-03-02 Airbus Operations Gmbh Verfahren und System zur Ventilation eines Flugzeugbereichs
US10882622B2 (en) 2015-08-28 2021-01-05 Airbus Operations Gmbh Method and system for the ventilation of an aircraft area
US11286881B2 (en) 2019-10-16 2022-03-29 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Gas turbine engine with reversible heat exchanger
DE102021115226A1 (de) 2021-06-11 2022-12-15 MTU Aero Engines AG Luftfahrzeug mit einer Brennstoffzelle und Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzelle eines Luftfahrzeugs

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