FR2802894A1

FR2802894A1 - Dispositif de recirculation et de rafraichissement de l'air d'une cabine d'aeronef

Info

Publication number: FR2802894A1
Application number: FR9916584A
Authority: FR
Inventors: Paul Laugt
Original assignee: Dassault Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-06-29

Abstract

Il comprend des injecteurs (12 i ) distribués tout au long de la cabine (10) pour injecter de l'air extérieur neuf dans cette cabine. L'air injecté par chaque injecteur est mélangé, dans un passage (24) faisant fonction de trompe, à un courant d'air local mis en circulation bouclée dans la cabine (10) par l'injection d'air neuf. Les injecteurs sont alimentés par un conduit (11) formé dans un bandeau (19) supporté par la paroi de la cabine.

Description

La présente invention est relativeà un dispositif de recirculation et de rafraîchissement de l'air d'une cabine d'aéronef et, plus particulièrement,à un tel dispositif comprenant des moyens pour injecter dans la cabine del' ' neuf de manièreà refroidir ou réchauffer età faire circuler l'air de la cabine.

Au sens du présent brevet, on entend par "rafraîchissement" un traitement qui tendà rétablir, dans del' ' ayant circulé dans la cabine de l'aéronef, une température et une composition prédéterminée.

On a représenté schématiquementà la figure1 du dessin annexe un dispositif du type décrit ci-dessus, connu de la technique antérieure. Dans la cabine1 d'un aéronef, un conduit 2 disposé parallèlementà l'axe longitudinal de la cabine aspire et collecte l'air ambiant par une pluralité de trous 3j distribués régulièrement long du conduit 2. En vol, l'air ainsi collecté passe en fond de cabine, dans une trompe 4 également alimentée par un injecteur5 d'air neuf (chaud ou froid),à C par exemple, venu de l'extérieur de la cabine. Le mélange d'air de cabine et d'air neuf ainsi constitué est redistribué dans la cabine par un deuxième conduit6 longitudinal sur lequel sont répartis régulièrement trous 7j de soufflage de ce mélange dans la cabine. Des soupapes de pressurisation, globalement repérées8, permettent de maintenir la cabineà une pression prédéterminée tout en faisant sortir de celle-ci une quantité d'air équivalente, aux fuites près de la cabine,à celle qui est injectée par l'injecteur5. La trompe 4 assure la recirculation dans la cabine de l'air conservé, additionné d'air neuf.

On conçoit que la collecte de l'ensemble de l'air contenu dans cabine pour le faire passer dans la trompe 4 exige conduit 2 de fort diamètre, de180 mm de diamètre environ pour un avion d'affaires par exemple, et un conduit6 de même diamètre pour redistribuer l'air rafraîchi dans la cabine. La présence, tout au long la cabine de tels conduits de fort diamètre présente l'inconvénient de réduire la place disponible pour les autres équipements et pour les passagers et le personnel d'équipage.

En outre, la circulation de l'air dans ces conduits crée des pertes de charge qui doivent être compensées par un taux de détente élevé de l'air neuf injecté dans la trompe. taux de détente élevé est responsable la génération d'un bruit important qu'il convient de réduire à un niveau convenable, cecià l'aide de moyens encombrants et coûteux.

La présente invention a précisément pour but de réaliser dispositif de recirculation et de rafraîchissement de l'air d'une cabine d'aéronef qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus et qui, en particulier, présente un encombrement en cabine et un niveau sonore réduits.

On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtrontà la lecture de la description qui va suivre, avec un dispositif de recirculation de rafraîchissement de l'air d'une cabine d'aéronef, comprenant des moyens pour injecter dans ladite cabine de l'air neuf de manièreà conditionner età faire circuler l'air de cabine, ce dispositif étant remarquable ce que lesdits moyens d'injection sont distribués tout au long de ladite cabine.

Comme on le verraplus loin en détail, la distribution suivant l'invention de l'air neuf dans la cabine permet de supprimer les conduits de fort diamètre 2 et6 du dispositif de la figure1 et donc d'accroître la place disponible dans la cabine, tout en réduisant le poids du dispositif ainsi que le niveau du bruit qu'engendre son fonctionnement. Suivant un mode de réalisation particulier de 1 invention, les moyens d'injection sont constitués par pluralité d'injecteurs d'air neuf, répartis sensiblement régulièrement au long de la cabine, l'air injecté par chaque injecteur se mélangeantà un courant d'air local mis en circulation bouclée dans la cabine par ladite . . ection d'air neuf. Les injecteurs débitent de1 air dans des moyens de trompe.

D'autres caractéristiques et avantages de la presente invention apparaîtrontà la lecture de la description qui va suivre età l'examen du dessin annexé dans lequel: - la figure1 est une représentation schématique d'un dispositif de recirculation et de rafraîchissement la technique antérieure, décrit en préambule la présente description, - la figure 2 est une représentation schématique du dispositif de recirculation et de rafraîchissement selon présente invention, - la figure3 est une vue en coupe transversale de la paroi d'une cabine d'aéronef équipée d'un mode de réalisation préféré du dispositif suivant l'invention, - la figure 4 est une vue agrandie du détailA la figure3, et - la figure5 est une vue en coupe de la paroi de la figure3, prise suivant le trait de coupe V de cette figure.

On se réfèreà la figure 2 du dessin annexé où l'on a représenté la cabine10 d'un aéronef, équipée du dispositif suivant l'invention et de soupapes de pressurisation 18 jouant le rôle des soupape8 du dispositif de la figure1. Comme représenté, le dispositif comprend essentiellement un conduit11 alimenté par de l'air neuf venu de l'extérieur de la cabine10. Le conduit11 s'étend sensiblement d'une extrémitéà l'autre la cabine, parallèlementà l'axe longitudinal de celle-*.

Des injecteurs d'air neuf 12i (i de1 à 100 par exemple) sont alimentés par le conduit11. Ces injecteurs 12j sont répartis sensiblement régulièrement au long du conduit11 de manièreà distribuer de l'air neuf tout au long de cabine, dans une pluralité de trompes 13j associée chacuneà un des injecteurs 12j. L'air ainsi injecté dans chacune de ces trompes assure la mise en circulation locale et bouclée d'un mélange constitué d'air de cabine, entrant dans la trompe 13j au niveau de l'injecteur 12j, et d'air neuf extérieur.

Du fait que cet air frais est dilué dans l'air de la cabine avec un taux de dilution qui peut être important, de l'ordre de3 à 13 par exemple, on comprend que le débitdl ' neuf distribué par le conduit11 est bien moindre que celui de l'air de cabine collecté et redistribue par les conduits 2 et6 du dispositif de la technique antérieure représentéà la figure1. Il en résulte, pour le dispositif suivant l'invention, un encombrement et un poids bien moindres, conformément au but annonce en préambule de la présente description.

A titre d'exemple illustratif et non limitatif seulement, la présente invention permet ainsi de supprimer les deux conduits 2 et6 évoqués en liaison avec le dispositif de la figure1, de180 mm de diamètre environ chacun, et de les remplacer par un conduitIl unique de 75 mm de diamètre seulement.

On se réfère maintenant aux figures3 à 5 du dessin annexé pour décrire en plus de détails un mode de réalisation préféré du dispositif schématiséà la figure 2. La paroi de cabine représentée aux figures3 et5, en coupe transversaleà l'axe longitudinal de la cabine et en coupe suivant le trait de coupe V de la figure3 respective-ment, comprend une enveloppe métallique extérieure 14 une "double peau" intérieure15, séparées par des panneaux d'isolation thermique tels que celui repére 16, en laine de verre par exemple, installé entre des cadres 17j, 17j+l, ... de support de l'enveloppe 14.

figure3 fait apparaître encore un hublot18 disposé dans l'épaisseur de la paroi de la cabine et un bandeau19 représenté en plus de détailsà la figure 4. Ce bandeau est supporté classiquement par la paroi de la cabine, en partie haute de celle-ci.

Comme représenté sur cette figure 4, le bandeau19 porte classiquement des aérateurs individuels tels que celui repéré 20, destinés au confort des passagers et d'autres équipements non représentés tels que masquesà oxygène et dispositifs d'éclairage individuels, logés dans un espace 21.

Suivant la présente invention, le bandeau19 contient le conduit11 de distribution d'air neuf, dont la paroi 22 est constituée par un matériau d'isolation thermique convenablement conformé pour présenter, en section droite, la forme cardiolde représentéeà la figure 4, cette forme étant donnéeà titre d'exemple illustratif et non limitatif seulement. Comme on l'a vu plus haut, la surface de cette section est cons idérablement réduite par rapportà celle des sections cumulées des conduits 2 et6 du dispositif de la figure1, ce qui permet de réduire sensiblement l'encombrement du bandeau 19. Une garniture23 enveloppe le matériau isolant délimitant le conduit11 et l'espace 21.

matériau est encore conformé pour délimiter les injecteurs d'air frais 12i du dispositif suivant l'invention, qui sont alimentés par le conduit11 au long duquel il sont régulièrement distribués, en nombre choisi par1 homme de métier, de l'ordre de100 par exemple, comme on l'a vu plus haut. injecteur 12j représentéà la figure 4 présente ainsi un profil incurvé qui lui permet de débiter de l'air neuf dans un passage 24 jouant le rôle d'une des trompes 13i schématiséesà la figure 2. passage est, de preférence, conformé en silencieux pour réduire au minimum le bruit engendré par le dispositif suivant l'invention. Il est délimité d'un côté par une surface extérieure du bandeau19 et, de l'autre côté, par une surface en regard d'un décor31 fixé fuselage de l'aéronef.

Le passage 24 est alimenté d'une part avec de l'air neuf debité par les injecteurs 12i et, d'autre part, avec de11 ' venu de la cabine et remontant long de la paroi de cette cabine,à l'intérieur de la "double peau" 15 et, suivant la flèche Fl, entre cette "double peau" et le bandeau19. Cet air additionné de l'air neuf injecté par les injecteurs 12i constitue un mélange d'air conditionné,à 15'C par exemple, qui est réinjecté dans la cabine suivant la flèche F2.

Le mélange ainsi réinjecté par chaque injecteur poursuit ensuite une circulation sensiblement locale et bouclee, à faible vitesse, dans la cabine, suivant des circuits sensiblement transversaux, circulation pendant laquelle il se réchauffe ou se refroidit du fait du rayonnement thermique émis par les personnes transportées et équipements embarqués, et du fait des échanges thermiques entre le fuselage et l'extérieur. Cet air est renvoyé, suivant la flèche Fl, vers les injecteurs 12i pour etre recyclé.

Suivant l'invention, l'air neuf circulant dans le conduit11 alimente aussi, quand il est frais, chacun des aérateurs individuels tels que l'aérateur 20 de la figure 4, grace à un tube25 connectéà une partie26 de ce conduit conformé pour assurer la distribution d'air frais dans ces aérateurs. Les échanges thermiques entre l'extérieur et la cabine, mentionnés ci-dessus, se réalisentà travers la "double peau"15, et notammentà travers des panneaux de décor27 formant la partie intérieure de cette "double peau dont la partie extérieure28 est accolée aux panneaux d'isolation thermique tels que celui référencé 16 à la figure5. Ces échanges thermiquesà travers ces panneaux de décor peuvent être inconfortables pour les passagers du fait que ceux-ci sont placésà proximite de ces panneaux.

Suivant la présente invention, on supprime cet inconvénient en injectant de l'air neuf dans la "double peau15 à l'aide d'une pluralité de tubes 292, ... 29k,... (voir figures 4 et5) régulièrement répartis dans cette "double peau" poury souffler de l'air neuf prélevé dans le conduit11.

Les tubes29k sont,à cet effet, régulièrement percés de trous tels que30 suivant leur longueur, trous constituant ainsi des injecteurs d'air neuf propre à conditionner l'air circulant dans la "double peau"15, et doncà réduire la perception, par les passagers ou les hommes d'équipage, des échanges thermiques évoqués ci- dessus.

Il apparaît maintenant que l'invention permet bien d'atteindre les buts annoncés,à savoir réduire l'encombrement et le bruit résultant de la présence des moyens utilisés pour conditionner l'air de la cabine. Le dispositif suivant l'invention permet en outre de relever le taux de mélange entre l'air neuf et l'air repris par le dispositif et donc de réduire l'écart de température entre l'air injecté dans la cabine et l'air de cette cabine, ce qui accroît encore la sensation de confort ressentie par les passagers. En outre, la réduction de l'encombrement du dispositif s'accompagne d'une réduction de sa masse et donc de son coût de fabrication.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n' été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que, suivant le mode de réalisation décrit aux figures3 à 5, les trompes 13j du schéma de la figure 2 sont remplacées le moyen equivalent que constitue le passage 24 existant entre le bandeau19 et le décor31, ce passage étant fonctionnellement divisé en autant de zone contiguës qu'ily a d'injecteurs . à l'entrée du passage. Ce passage pourrait évidemment etre cloisonné aux frontières de ces zones pour délimiter physiquement les trompes 13i qui sont schématiséesà la figure 2.

Claims

REVENDICATIONS 1. Dispositif de recirculation et de rafraîchissement de l'air une cabine(10) d'aéronef, comprenant des moyens pour' 'ecter dans ladite cabine de l'air neuf de manière à conditionner età faire circuler l'air de cabine(10) caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection sont distribués tout au long de ladite cabine(10). 2. Dispositif conformeà la revendication1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'injection sont constitués par une pluralité d'injecteurs (12j) d'air neuf, répartis sensiblement régulièrement au long de cabine(10), l'air injecté par chaque injecteur (12j) mélangeantà un courant d'air local mis en circulation bouclée dans la cabine(10) par ladite injection d'air neuf. 3. Dispositif conformeà la revendication 2, caracterisé en ce que lesdits injecteurs (12i) débitent de11 * dans des moyens de trompe (13j) assurant la recirculation de l'air de cabine. 4. Dispositif conformeà la revendication caracterisé en ce que lesdits injecteurs (12i) sont alimentés par un conduit(11) commun s'étendant au long de la cabine(10) et lui-même alimenté en air neuf. 5. Dispositif conformeà la revendication caracterisé en ce que ledit conduit(11) est placéà l'intérieur d'un bandeau(19) supporté par la paroi de la cabine(10), en partie haute. 6. Dispositif conformeà la revendication5, caractérisé en ce que lesdits moyens de trompe sont constitués par un passage (24) délimité d'un côté par une surface longitudinale dudit bandeau(19) et, de l'autre côté, par une surface en regard d'un décor(31) fixé au fuselage de l'aéronef. 7. Dispositif conformeà l'une quelconque revendications 4à 6, caractérisé en ce qu'il comprend outre une pluralité de tubes(29j) distribués sensiblement regulièrement dans une double peau(15) garnissant la paroi intérieure de la cabine poury souffler de l'air neuf prélevé sur ledit conduit(11). 8. Dispositif conformeà l'une quelconque revendications5 à 7, caractérisé en ce que ledit conduit ( 1) alimente aussi éventuellement en air neuf aerateurs individuels (20) portés par ledit bandeau(1