ES2293349T3 - Mezclador de un sistema de aire acondicionado de una aeronave. - Google Patents
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Abstract
Un mezclador (16) para un sistema de aire acondicionado para aeronaves que comprende: un primer tubo (40) que tiene un canal (42) que se extiende entre una entrada (44) y una salida (46); y un segundo tubo (48) que rodea al menos parcialmente a dicho primer tubo (40) formado una cavidad (52), teniendo dicho primer tubo (40) un agujero (54) que conecta fluidamente dicho primer tubo (40) y dicha cavidad (52); caracterizado porque un tubo (56) de suministro de la cabina de vuelo se extiende desde el citado mezclador (16) con un tubo (58) interior que se extiende desde el citado primer tubo (40) y está conectado fluidamente con el mismo, estando dicho tubo (58) interior dispuesto al menos parcialmente en el interior de dicho tubo (56) de suministro de la cabina de vuelo, formando otra cavidad (60) entre dicho tubo (58) interior y dicho tubo (56) de suministro de la cabina de vuelo, recibiendo dicha otra cavidad (60) aire regulado procedente de un equipo (12).
Description
Mezclador de un sistema de aire acondicionado de
una aereonave.
El presente invento se refiere a un mezclador
para un sistema de aire acondicionado para aeronaves y, más
concretamente, este invento se refiere a un mezclador para mezclar
aire procedente de un equipo de aire acondicionado y otro aire.
El documento FR 2599437 explica un mezclador de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El documento GB
671.567 explica un sistema de aire acondicionado para aeronaves de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 4. El documento WO
01/11292 A explica una entrada de aire de la técnica anterior y el
documento US 5.516.330 explica un sistema de aire acondicionado
para aeronaves de la técnica anterior.
Los sistemas de aire acondicionado para
aeronaves proporcionan aire acondicionado a la cabina de la aeronave
y a otros lugares distribuidos por toda la aeronave. Un equipo del
sistema de aire acondicionado para aeronaves toma aire fresco del
exterior de la aeronave y acondiciona el aire, utilizando por
ejemplo una máquina de ciclo de aire como es conocido en la
técnica, para su uso en toda la aeronave.
El equipo proporciona aire muy frío que debe ser
mezclado con aire recirculado para suministrarlo a la cabina de la
aeronave. Por ejemplo, un mezclador toma el aire acondicionado y lo
mezcla con aire de recirculación de la cabina, el cual se encuentra
a una temperatura mayor que el aire acondicionado. El mezclador está
típicamente configurado en forma de T y ocupa un gran espacio. En
la técnica anterior, es necesario un gran mezclador para conseguir
el mezclado requerido y para evitar que el mezclador se congele, lo
cual da como resultado una caída de presión en el mezclador, un
menor rendimiento del equipo, y que partículas de hielo sean
distribuidas al interior de la cabina. Según se va formando hielo y
restringiéndose el flujo de aire acondicionado a través del
mezclador, disminuye la velocidad de la máquina (ACM) de ciclo de
aire, reduciendo la capacidad del equipo para producir aire frío.
Para hacer frente a este problema, la técnica anterior utiliza un
mezclador que es aproximadamente del tamaño de un bidón de 55
galones (208,45 litros). Según se mezcla el aire frío procedente
del equipo con el aire húmedo de recirculación, la humedad en el
aire de recirculación se condensa y se congela, provocando que se
acumule hielo en la parte inferior del mezclador, donde inhibe el
flujo de aire acondicionado a través del mezclador.
Convenientemente, los mezcladores de la técnica anterior producen
una temperatura uniforme del aire mezclado en la salida debido al
gran volumen del mezclador.
Por lo tanto, lo que se necesita es un mezclador
más pequeño que no sea propenso a la formación de hielo, al tiempo
que produce una temperatura uniforme de salida del aire
mezclado.
El mezclador del sistema de aire acondicionado
del invento incluye un primer tubo que define un canal con una
entrada para recibir aire acondicionado procedente de un equipo de
aire acondicionado. El primer tubo incluye una salida que
proporciona aire mezclado a una cabina de la aeronave. Un tubo
exterior rodea al menos parcialmente al primer tubo y recibe aire
recirculado procedente de la cabina. Un agujero en el primer tubo
conecta fluidamente el tubo exterior al primer tubo.
El aire caliente de recirculación rodea la parte
del primer tubo para calentarlo, evitando que se forme hielo. El
aire caliente de recirculación que entra al primer tubo a través de
los agujeros se mezcla homogéneamente con el aire acondicionado
procedente del equipo para proporcionar una mezcla uniforme de aire
en el interior del primer tubo, lo cual además asegura que se evite
la formación de hielo.
El mezclador incluye un tubo de suministro de la
cabina de vuelo que está dispuesto alrededor de un tubo interior
que está conectado fluidamente al primer tubo aguas arriba de los
agujeros. El aire regulado se envía al interior del tubo de
suministro de la cabina de vuelo y fluye alrededor del tubo interior
para calentar el tubo interior evitando la formación de hielo.
El invento también proporciona un sistema de
aire acondicionado para aeronaves de acuerdo con la reivindicación
4.
Por consiguiente, el presente invento
proporciona un mezclador más pequeño que no es propenso a la
formación de hielo al tiempo que produce una temperatura uniforme
de salida del aire mezclado.
Estas y otras características del presente
invento pueden entenderse mejor a partir de la memoria y los dibujos
siguientes, de los cuales lo siguiente es una breve
descripción.
La figura 1 es una vista esquemática del sistema
de aire acondicionado para aeronaves del invento con el mezclador
del invento.
La figura 2 es una vista en alzado desde la
parte trasera del mezclador del invento mostrado en la figura 1.
En la figura 1 se muestra esquemáticamente un
sistema 10 de aire acondicionado para aeronaves del invento. El
sistema 10 incluye un equipo 12 de aire acondicionado que
proporciona aire acondicionado fresco procedente de una ACM. El
equipo 12 recibe el aire fresco procedente de una válvula de
sangrado de un motor, o más preferiblemente, de un turbocompresor
impulsado eléctricamente.
El aire 14 acondicionado procedente del equipo
12 fluye al interior del mezclador 16 del invento. El aire 18
mezclado sale del mezclador 16 y entra a un dispositivo 20 de
tratamiento acústico para reducir el ruido. Una vez tratado, el
aire 18 mezclado se suministra a una cabina 22 de la aeronave. El
aire 26 de recirculación procedente de la cabina 22 es devuelto por
un ventilador 28 al mezclador 16, donde se mezcla con el aire 14
acondicionado para obtener el aire 18 mezclado a una temperatura que
esté dentro de un rango deseado.
Algunas configuraciones de aeronave requieren el
suministro de aire a una cabina 38 de vuelo de la aeronave que es
independiente del aire suministrado a la cabina 22. Para estas
aplicaciones, el mezclador 16 recibe aire 30 regulado procedente
del equipo 12 para mezclarlo con el aire 14 acondicionado. El aire
30 regulado puede ser suministrado desde aire caliente aguas arriba
del equipo 12 y aguas abajo del motor o los turbocompresores. El
mezclador 16 suministra aire 32 acondicionado a un dispositivo 34 de
tratamiento acústico, desde el cual se suministra el aire
acondicionado a la cabina 38 de vuelo.
El mezclador 16 del invento evita que se forme
hielo en su interior, lo que reduciría el rendimiento del equipo,
al tiempo que mantiene la temperatura uniforme de salida del aire
mezclado. El mezclador 16 incluye un primer tubo 40 que define un
canal 42 que se extiende desde una entrada 44 hasta una salida 46.
La entrada 44 recibe aire 14 acondicionado procedente del equipo
12. La salida 46 suministra aire 18 mezclado, el cual es una mezcla
del aire 14 acondicionado y el aire 26 de recirculación, al
dispositivo 20 de tratamiento acústico.
Un tubo 48 exterior rodea al menos parcialmente
al primer tubo 40 para formar una cavidad 52. Durante el
funcionamiento del sistema 10, el aire 26 de recirculación fluye a
través de una entrada 50 de aire de recirculación al interior de la
cavidad 52, llenando la cavidad 52 con aire 26 de recirculación
caliente. El aire 26 de recirculación caliente conduce calor hacia
el interior del primer tubo 40, lo que hace aumentar la temperatura
del primer tubo 40 evitando que se forme hielo. Múltiples agujeros
54 están dispuestos alrededor de la circunferencia del primer tubo
40 para conectar fluidamente el primer tubo 40 con la cavidad 52. El
aire 26 de recirculación caliente fluye desde la cavidad 52, a
través de los agujeros 54, al interior del canal 42, donde se mezcla
homogéneamente con el aire 14 acondicionado produciendo aire 18
mezclado con una temperatura uniforme. La temperatura uniforme del
aire 18 mezclado evita puntos fríos en el interior del mezclador 16
que pudieran permitir la formación de hielo.
Para aplicaciones que tienen un suministro de
aire independiente para la cabina 38 de vuelo, el mezclador 16
puede incluir un tubo 56 de suministro a la cabina de vuelo que se
extiende desde el cuerpo del mezclador 16. Un tubo 58 interior se
extiende formando un ángulo desde el primer tubo 40 y está dispuesto
en el interior del tubo 56 de suministro de la cabina de vuelo. El
ángulo es menor de 90º para favorecer el flujo desde el canal 42 al
tubo 58 interior. El canal 42 es de mayor diámetro que el tubo 58
interior ya que la cabina 22 requiere considerablemente más flujo
de aire que la cabina 38 de vuelo. Los tubos 56 y 58 están separados
entre sí para formar una cavidad 60. Preferiblemente, los agujeros
54 están dispuestos aguas abajo del tubo 58 interior, de manera que
el aire 26 de recirculación no se mezcla con el aire que se dirige a
la cabina 38 de vuelo.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, un tubo
62 de aire regulado se extiende desde un lado del tubo 56 de
suministro de la cabina de vuelo para suministrar el aire 30
regulado a la cavidad 60. El aire 30 regulado caliente del interior
de la cavidad 60 conduce calor hacia el interior de la pared del
tubo 58 interior evitando que se forme hielo sobre esta pared. El
aire regulado y el aire acondicionado se encuentran y comienzan a
mezclarse al final del tubo 58 interior. Como sucede con las otras
entradas y salidas del mezclador 16, una tubería 64 está conectada
a una salida 66 del tubo 56 de suministro de la cabina de vuelo por
medio de abrazaderas. El aire regulado y el aire acondicionado
pueden continuar mezclándose en el interior del conducto 64.
El mezclador 16 puede fundirse o moldearse a
partir de cualquier material adecuado. El mezclador del invento es
considerablemente más pequeño que los mezcladores de la técnica
anterior, aproximadamente 9 pulgadas (228,6 mm) de diámetro y 2
pies x 2 pies x 2 pies de volumen (609,6 mm x 609,6 mm x 609,6 mm),
sin comprometer ni el rendimiento ni la fiabilidad. Además, el
mezclador del invento es mucho más ligero que los mezcladores de la
técnica anterior.
Aunque se ha explicado una realización
preferente de este invento, un trabajador de habilidad normal en
este campo reconocería que ciertas modificaciones entrarían dentro
del alcance de este invento. Por esa razón, las siguientes
reivindicaciones deberían ser estudiadas para determinar el alcance
y contenido verdaderos de este invento.
Claims (8)
1. Un mezclador (16) para un sistema de aire
acondicionado para aeronaves que comprende:
un primer tubo (40) que tiene un canal (42) que
se extiende entre una entrada (44) y una salida (46); y
un segundo tubo (48) que rodea al menos
parcialmente a dicho primer tubo (40) formado una cavidad (52),
teniendo dicho primer tubo (40) un agujero (54) que conecta
fluidamente dicho primer tubo (40) y dicha cavidad (52);
caracterizado porque un tubo (56) de
suministro de la cabina de vuelo se extiende desde el citado
mezclador (16) con un tubo (58) interior que se extiende desde el
citado primer tubo (40) y está conectado fluidamente con el mismo,
estando dicho tubo (58) interior dispuesto al menos parcialmente en
el interior de dicho tubo (56) de suministro de la cabina de vuelo,
formando otra cavidad (60) entre dicho tubo (58) interior y dicho
tubo (56) de suministro de la cabina de vuelo, recibiendo dicha otra
cavidad (60) aire regulado procedente de un equipo (12).
2. El mezclador (16) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual dicho tubo (58) interior está dispuesto
entre el citado agujero (54) y la mencionada entrada (44).
3. El mezclador (16) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en el cual múltiples agujeros (54) están
dispuestos alrededor de una circunferencia del citado primer tubo
(40) con dichos agujeros (54) conectando fluidamente dicha cavidad
(52) y dicho canal (42).
4. Un sistema (10) de aire acondicionado para
aeronaves que comprende:
- un equipo (12) que produce aire acondicionado;
- una cabina (22) que proporciona aire de recirculación;
- un mezclador (16) conectado fluidamente entre dicho equipo (12) y dicha cabina (22), incluyendo dicho mezclador (16) un primer tubo (40) que tiene un canal (42) que se extiende entre una entrada (44), conectada fluidamente a dicho equipo (12), y una salida (46), conectada fluidamente a dicha cabina (22); y
- un tubo (48) exterior dispuesto al menos parcialmente alrededor de al menos una parte de dicho primer tubo (40) formando una cavidad (52), teniendo dicho tubo exterior (48) una entrada (50) de aire de recirculación conectada a dicha cabina (22);
- caracterizado por un agujero (54) en dicho primer tubo (40) que conecta fluidamente dicha cavidad (52) y dicho canal (42).
5. El sistema (10) de acuerdo con la
reivindicación 4, en el cual un tubo (58) interior se extiende desde
el citado primer tubo (40) y está conectado fluidamente con el
mismo, un tubo (56) de suministro de la cabina de vuelo se extiende
desde dicho mezclador (16) y rodea al menos parcialmente a dicho
tubo (58) interior, formando otra cavidad (60) entre dicho tubo
(58) interior y dicho tubo (56) de suministro de la cabina de
vuelo, y un tubo (62) de aire regulado se extiende desde el citado
tubo (56) de suministro de la cabina de vuelo y suministra aire
regulado procedente de dicho equipo (12) a dicha otra cavidad
(60).
6. El sistema (10) de acuerdo con la
reivindicación 4 ó 5, en el cual una pluralidad de los citados
agujeros (54) están dispuestos en una pared del mencionado primer
tubo (40).
7. El sistema (10) de acuerdo con la
reivindicación 4, 5 ó 6, en el cual la citada entrada (44) es una
entrada de aire acondicionado para recibir aire acondicionado
procedente del equipo (12).
8. El sistema (10) de acuerdo con la
reivindicación 7, en el cual la citada entrada (50) de aire de
recirculación es para recibir aire de recirculación procedente de
la cabina (22), y la citada salida (46) es para suministrar aire
mezclado a la cabina (22).
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