JP2010510116A - 航空機の電子コンポーネントの多段階冷却 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱を放出する少なくとも１個の電子コンポーネントを有する航空機の電子システム（２）の多段階冷却を開示する。多段階冷却の特徴は、廃熱を移送する複数の回路を使用することによって生ずる。電子コンポーネントに熱的に結合する閉回路を循環する内部冷却剤（１４）は、少なくとも１個の電子コンポーネントから熱交換器（６）に熱を搬送し、この熱交換器（６）は、外部冷却剤であって、航空機の電子システム（２）の外部ソースから熱交換器（６）を経て航空機の電子システム（２）の外部シンクに流れるおよび／または循環する該外部冷却剤に熱を送出する。内部冷却剤は、熱交換器（６）から少なくとも１個の電子コンポーネントの方向に流れるおよび／または閉回路を循環する。

Description

本発明は、航空機における、特に電子エンターテインメントシステムの電子コンポーネントおよび電子アセンブリを多段階冷却することに関する。

電子エンターテインメントシステムは、現代の旅客航空機において航空機乗客に提供される快適性の中で不可欠な部分である。エンターテインメント電子機器が満たすべき必要条件は、より一層効率的になる電子コンポーネント、電子アセンブリ、およびコンピュータシステムに依存する。これに付随する高い電力密度により生ずる廃熱量は増大し続け、この廃熱は、エンターテインメント電子機器が長期間にわたって作動できることを保証するために取り除かなければならない。

独国特許出願公開第１０２００６０４１７８８号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０５４５６０号明細書

最近の電子システムおよび特に航空機のエンターテインメントシステムは、これらを冷却するのに多量の空気を必要とし、これら多量の空気は、必ずしも周囲の空調された客室から取り出すことができるとは限らない。電子航空機エンターテインメントシステムを冷却するために、従来技術では、例えば長い空気ダクトを使用し、適量の冷空気を航空機電子システムに提供し、この電子システムからの加熱された空気を取り出すようにしている。これらの長い空気ダクトは、航空機に設置するのが難しい。なぜなら、それらは特別な最小曲げ半径を有しなければならず、またその比較的大きい断面積のため、他の航空機コンポーネントが使用するスペースを占有しなければならないからである。

また、胴体領域または貨物領域から空気を引き込み、航空機のエンターテインメントシステムを冷却する、航空機におけるエンターテインメント電子機器の冷却システムも知られている。しかし、これら非空調領域は外気温に依存するという欠点を有する。航空機が地上にあるとき、胴体領域内および貨物隔室内の気温は大幅に上昇することがある。

航空機電子システムのコンポーネントは、高い作動温度によってダメージを受ける恐れがある。

本発明の目的は、冷却効率のよい航空機電子システムを得ることである。

航空機電子システム、とくに、電子航空機エンターテインメントシステムのための多段階冷却システムは、熱を放出する少なくとも１個の電子コンポーネントを有する。航空機電子システムは、さらに、電子コンポーネントに熱的に結合する閉回路を備え、この閉回路内で内部冷却剤が循環し、少なくとも１個の電子コンポーネントからの熱を熱交換器に搬送する。熱交換器は、内部冷却剤によって供給される熱を、航空機電子システムの外部ソースから熱交換器を経て航空機電子システムの外部シンクに流れるまたは循環する外部冷却剤に送給する。航空機電子システムの閉回路は、内部冷却剤が熱交換器から少なくとも１個の電子コンポーネントの方向に流れるように構成する。したがって、航空機電子システムにおける少なくとも１個の電子コンポーネントは多段階冷却システムによって冷却され、この場合、熱交換器は１個の航空機電子システムと正確に関連付けることができる。多段階の構成は、複数の冷却回路を使用することによって生じる。

一般的に言って、航空機電子システムを冷却するために多段階冷却システムを使用することは、まず初めに航空機構造に特有の不利点である重量増加につながるであろうことが予想されるものであった。しかしながら驚くべきことに、航空機サイズおよび装着する航空機電子システムの数に基づいて、最初に言及した長い空気ダクトが省略されることにより、重量削減を達成することさえ可能であることが明らかになった。閉内部回路は、特に効率的な冷却に貢献し、航空機の冷却装置をより小さい設計にすることを可能にする。

内部冷却剤は閉回路内を循環するので、冷却剤によって航空機電子システムに塵埃が混入することはない。これにより、電子航空機電子システムの機能信頼性は増す。航空機電子システムが誤作動を起こした場合、外部冷却剤の汚染は回避される。その結果、外部冷却剤によって冷却される他の航空機コンポーネントのフェールセーフ性は増加する。さらに、航空機電子システムの熱挙動およびその冷却は、航空機の他の冷却装置とは独立して検査することができる。

航空機電子システムは、電子機器キャビネット（いわゆるラック）に配置することができる。航空機電子システムは、閉鎖した容器に配置することができる。熱交換器は航空機電子システム用容器の内側または外側に配置することができる。

内部冷却剤は、熱交換器を流れる外部冷却剤によって熱交換器内で冷却される。従って内部冷却剤は能動的に冷却される。内部冷却剤の閉回路は内部冷却回路を代表することができる。内部冷却回路は、唯一の熱シンクとして熱交換器を有することができる。したがって、内部冷却剤は、冷却装置の蒸発器または同様の部分を通過しない。外部冷却剤は、外部冷却回路を形成することができる閉回路内を循環することができる。外部冷却剤は能動的に冷却することができる。閉じた外部冷却回路の場合、外部冷却剤のためのポンプまたは冷却システムは、ソースおよびシンクの双方として見なすことができる。

内部冷却剤は、外部冷却剤の温度と異なる温度にすることができる。結果として、航空機電子システムは、外部冷却剤の温度に関係なく、常に適切な温度範囲内に保つことができる。さらに、おそらく極めて冷たくなることがある外部冷却剤による、航空機電子システムにおける高い温度勾配は防止される。

閉回路は、複数の電子コンポーネントに熱的に結合することができ、その結果、内部冷却剤は複数の電子コンポーネントを冷却することができる。

内部冷却剤は気体とすることができる。内部冷却剤は、自然対流または強制対流に基づいて循環することができる。強制対流は、例えばファンによって生成することができる。内部冷却剤が気体である場合、航空機電子システムが故障した時、煙は客室に入ることはできない。なぜなら、気体の内部冷却剤は閉回路を循環し、航空機電子システムは閉じた容器内に位置するからである。

気体の内部冷却剤は閉回路内で循環するので、電子コンポーネントでのおよび／または航空機電子システム内部での凝縮水の形成は防止される。気体の内部冷却剤は、好適には低湿度の空気とする。

内部冷却剤は、液体とすることもでき、自然対流または強制対流に基づいて循環することができる。強制対流はポンプによって保証することができる。冷却液は、電子アセンブリのプリント回路基板を経て個別コンポーネントの周囲を流れるおよび／または冷却剤は完全にもしくは部分的に容器内を流れることができ、したがって、冷却剤は電子コンポーネントの周囲を流れる。さらに、電子アセンブリを、液体が流れる本体に配置することも可能である。これの長所は、電子アセンブリを交換するべきとき、内部冷却剤の回路を開く必要がないという点にある。本発明において用いることができる電子アセンブリを冷却する他の可能性は、参考として本明細書に付記する特許文献１（独国特許出願第１０２００６０４１号）または対応する国際出願に記載されている。本願人は、この出願の内容と特許文献１の内容の組合せに関する保護のために、出願を管理する権利を明示的に保有する。

内部冷却剤は、冷却回路内を流れるとき、常にガス（気体）状または液状であることができる。しかし、内部冷却剤は、また、冷却回路内を流れるときその状態を気体から液体、およびその逆にも同様に変化することができる。

好ましくは、内部冷却剤の回路は、少なくとも１個の電子コンポーネントを冷却するために他の冷却剤を外部から閉回路内に供給することができる供給ラインに接続可能である。言い換えれば、内部冷却剤の回路は、外部から供給する冷却剤が少なくとも１個の電子コンポーネントを冷却することを可能にするために、開くように構成する。バルブを、内部冷却剤の回路を開くために設けることができる。内部冷却剤の回路のファンまたはポンプが万一故障した場合、航空機電子システム内に強制対流が起こらない。これにより、航空機電子システムが故障することがあり得る。この場合、上述のバルブは開くことができ、これにより、外部冷却剤が他の冷却剤としてコンポーネントを冷却する。外部冷却剤または熱交換器が故障した場合、外部から供給される他の冷却剤を用いることができる。

外部冷却剤は、外部冷却剤を冷却するために液体冷却システムに接続する回路内を循環することができる。この場合、外部冷却剤は液体とすることができる。液体外部冷却剤は、外部冷却剤のラインに比較的小さい断面積で済むという利点を有する。なぜなら、液体冷却剤は気体冷却剤より相当多くの熱を除去することができるからである。集中液体冷却システムまたは複数の非集中の分散した液体冷却システムを航空機に設けることができる。

外部冷却剤が液体である場合、内部冷却剤は気体または液体とすることができ、その場合液体冷却剤が好ましく、これにより、故障の場合には、少なくとも１個の電子コンポーネントを冷却するために外部冷却剤を用いることができる。上述したように、内部冷却剤は外部冷却剤より高い温度とすることができ、これにより、航空機電子システムのコンポーネントは適切な温度範囲内にあり、航空機電子システムにおける高い温度勾配回避することができる。液体冷却システムを用いる場合、航空機の空調システムはより小さい寸法にすることができる。

外部冷却剤は、冷却回路を通過して流れるとき、常に気体状または液体状とすることができる。しかし、外部冷却剤はまた冷却回路を通過して流れるときその状態を気体から液体、およびその逆にも変化することができる。

液体外部冷却剤または液体内部冷却剤は、例えば真水システムのような航空機の水システムからの水による動作中に交換することができる。このため、内部冷却剤が循環する閉回路または液体外部冷却剤が循環する回路は、航空機の水システムに接続可能である。結果として、飛行中にも漏出を補填することができ、航空機の電子装置および特に航空機電子システムは動作し続けることができる。添加剤は、内部または外部冷却剤と交換する水に混ぜることができる。

外部冷却剤は、吸着冷却システムによって冷却することができる。このため、外部冷却剤が流れる熱交換器を、好ましくは吸着冷却システムに接続する。複数の分散した吸着冷却システムを航空機に設けることができる。参考として本明細書に付記する特許文献２（独国特許出願第１０２００６０５４５６０．５号）または対応する国際出願（参照によってそこに含まれる内容）には、航空機の吸着冷却システムを開示している。そこに記載された吸着冷却システムを、本発明において用いることができる。本願人は、この出願の内容と特許文献２の内容の任意な好ましい組合せに関する保護のために、出願を管理する権利を明示的に保有する。

外部冷却剤は真水とすることができる。真水は真水タンクから廃水タンクに流れることができる。真水は、また、真水タンクから加熱した真水用のタンクに流れることもできる。真水は冷却剤として、特に緊急時、外部冷却剤用の液体冷却システムまたは吸着冷却システムが故障した場合に用いることができる。真水は、熱交換器を経て流れて真水タンクに再び戻った後、他の冷却システムによって冷却することができる。冷却特性を改良するための添加剤は、冷却剤として用いる真水に加えることができる、上述のバルブは、また緊急時に開くことができ、これにより、当該液体が非導電性または内部回路に、アセンブリを実装するプレート状熱交換器を設けるならば、真水は航空機電子システムのコンポーネントおよび／またはアセンブリを直接冷却する。

外部冷却剤は気体とすることができる。例えば、空気を外部冷却剤として用いることができる。外部冷却剤が気体である場合、内部冷却剤は同様に気体であることが好ましい。内部冷却剤の強制対流に支障を生じた場合、上述のバルブを開くことができる。その結果、外部冷却剤が少なくとも１個の電子コンポーネントを冷却する。内部冷却剤は、外部冷却剤と異なる温度とすることができる。内部冷却剤は、外部冷却剤より高い温度とすることができ、これにより、航空機電子システムの電子コンポーネントは最適な温度範囲内とし、そして極端に高い温度勾配が航空機電子システム内に生じないようにする。外部冷却剤は周囲環境より高い圧力にすることができる。

本発明は、さらに、熱を放出する少なくとも１個の電子コンポーネントと、電子コンポーネントに熱的に結合する閉回路を有する航空機電子システムに関し、閉回路において内部冷却剤は、少なくとも１個の電子コンポーネントからペルチェ素子に熱を搬送するために循環する。航空機電子システムの閉回路は、内部冷却剤がペルチェ要素から少なくとも１個の電子コンポーネントの方向に流れるように構成する。この航空機電子システムにおいて、ペルチェ素子が熱交換器を形成する。ペルチェ素子は、航空機の電源に接続し、これにより、電流の流れに基づいて冷状態を生成することができる。

本発明は、さらに、熱を放出する少なくとも１個の電子コンポーネントと、電子コンポーネントに熱的に結合した閉回路を有する航空機電子システムに関し、閉回路において内部冷却剤は、少なくとも１個の電子コンポーネントから、圧縮器、凝縮器、蒸発器を有する冷却装置の熱交換器に熱を搬出するために循環する。航空機電子システムの閉回路は、内部冷却剤が冷却装置の熱交換器から少なくとも１個の電子コンポーネントの方向に流れるように構成する。したがって外部冷却剤は、その状態を気体から液体へ、およびその逆に変化する。熱交換器は、蒸発器とすることができる。冷却装置は、１個または複数の航空機電子システムと関連させることができる。

本発明および冷却航空機電子システムの実施形態を、添付の図面につき例示として説明する。本願人は、以下に説明するあらゆる冷却航空機電子システムに関する保護のために、出願を管理する権利を明示的に保有する。本願人はまた、以下に説明する航空機電子システムまたは冷却航空機電子システムの組合せに関する保護のために、出願を管理する権利を明示的に保有する。

能動的冷気流によって冷却する電子航空機エンターテインメントシステムを示す。 電子航空機エンターテインメントシステムが空気を含む閉内部冷却剤回路を有する本発明の実施例を示す。 電子航空機エンターテインメントシステムを外部から供給する冷却剤によって冷却できるように、内部冷却剤の閉回路を開くことができる本発明の実施例を示す。 内部冷却剤が液体であり、電子航空機エンターテインメントシステムの組立体を板状の熱交換器上に配置する本発明の実施例を示す。 内部冷却剤が液体である熱交換器を有する本発明の実施形態を示す。 外部冷却剤を液体冷却システムによって冷却する本発明の実施例を示す。 外部冷却剤を吸収冷却システムによって冷却する本発明の実施形態を示す。 外部冷却剤を真水とした本発明の実施例を示す。 動作中に外部冷却剤を水によって補填することができる本発明の実施例を示す。 内部冷却剤を水によって補填することができる本発明の実施例を示す。 ペルチェ要素により熱交換器を代替させた本発明の実施例を示す。 内部冷却剤を冷却装置によって冷却する実施例を示す。

以下、航空機電子システムの冷却を、電子航空機エンターテインメントシステムの例を用いてより詳細に説明する。以下に説明する教示は任意の航空機電子システムにおいて用いることができる。

図１は、空気流８，１０，１２によって冷却する電子航空機エンターテインメントシステム２（ＩＦＥ：イン・フライト・エンターテインメントシステム）を示す。ファン１６は、周囲環境から空気８を引き込み、この空気８を熱交換器６に供給する。引き込む空気８は内部冷却剤である。熱交換器６は、接続部４を介して冷却システムに接続する。外部冷却剤はガスまたは液体とすることができ、この外部冷却剤を接続部４から熱交換器６に供給する。ファン１６によって熱交換器６に供給した空気８を、冷却した空気１０として送給し、電子航空機エンターテインメントシステム２内を流通する。この冷却した空気が電子航空機エンターテインメントシステムの電子コンポーネントを冷却するとき、空気は暖まり、比較的暖かい流出空気１２として電子航空機エンターテインメントシステム２から流出する。熱交換器６から流出する空気１０の温度は、引き込んだ空気８ならびに航空機エンターテインメントシステム２から流出する流出空気１２の温度よりも低い。

図２は、内部冷却剤１４が閉回路を循環する本発明の実施例を示す。内部冷却剤１４は空気であるが、他の任意な所望の気体冷却剤を用いることもできる。ファン１６は強制対流を生ずる。熱交換器６は、内部冷却剤が電子航空機エンターテインメントシステム２に入る前にこの内部冷却剤を冷却する。

電子航空機エンターテインメントシステム２は、閉鎖した容器または閉鎖したハウジングを有し、内部冷却剤１４の損失を最小限にする。内部冷却剤１４を外部環境圧力より高い圧力まで加圧することができる。熱交換器６は、外部冷却剤を供給する接続部４を介して冷却システムに接続する。外部冷却剤は、気体または液体とすることができる。

内部冷却剤１４の温度は外部冷却剤の温度と異なる範囲にすることができる。結果として、航空機電子システム２のコンポーネントは、外部冷却剤の温度に無関係に適切な温度範囲内に保つことができる。内部冷却剤１４は、好ましくは低含水率とする。

本発明のこの実施例は、凝結水が沈殿するのを防止するという利点を有する。本発明のこの実施例は、さらに、内部冷却剤１４によって電子航空機エンターテインメントシステム２に塵埃が混入しないという利点を有する。なぜなら、内部冷却剤１４は閉回路を循環するからである。電子航空機エンターテインメントシステム２が故障することによって煙が生じる場合、煙は客室に入ることはできない。なぜなら、煙は内部冷却剤の閉回路内にとどまるからである。従って、航空機の乗客は、煙が大量発生することがあっても不安を感じることはない。

図３は、内部冷却剤の回路を開くことができる本発明の実施例を示す。ファン１６、外部冷却剤の流れ、または外部冷却剤の冷却に支障があり、したがって、熱交換器６の接続部に冷却された外部冷却剤が存在しない場合、バルブ５ａ，５ｂを切り替え、外部から供給される冷却剤１４ａ，１４ｂによる他の外部冷却剤流を電子航空機エンターテインメントシステム２に通過させる。図３に示す実施例においては、内部冷却剤を気体とし、外部から供給する冷却剤もまた気体とする。外部冷却剤が電子航空機エンターテインメントシステム２を経て流れるよう、バルブ５ａ，５ｂを配置することもできる。しかし、この構成は、外部冷却剤の流れまたは外部冷却剤の冷却に支障をきたした場合には、全く冗長性を持たない。

内部冷却剤が気体である場合、上述のファン、熱交換器６、および図１〜３に関連して既に述べた熱交換器６の接続部４はユニットとして一体的に形成することができる。このユニットは、航空機エンターテインメントシステム２内に配置することができる。

図４は、液冷電子航空機エンターテインメントシステム２を示す。冷却液は、接続部４およびライン１８を介して航空機エンターテイメントシステム２に供給する。複数の電子アセンブリ２４を、板状熱交換器２６上に配置し、この板状熱交換器２６内を冷却液が流れる。冷却液は、航空機エンターテインメントシステム２から相当多量の熱を除去することができ、したがって、ライン１８はより小さい断面積にすることができる。電子航空機エンターテインメントシステム２を冷却液によって冷却する場合、特許文献１に記載された任意な望ましい冷却構成を用いることができる。

図５は、液冷電子航空機エンターテインメントシステム２の他の実施例を示す。この実施例は、図４の実施例に加えて、内部冷却剤の熱を外部冷却剤に送給する熱交換器６を有する。外部冷却剤は接続部４を経て熱交換器６に流入する。外部冷却剤は気体または液体とすることができる。熱交換器６により、内部冷却剤は外部冷却剤と異なる温度範囲とすることができ、それにより、航空機エンターテインメントシステム２の電子コンポーネントが常に最適温度範囲内にあり、航空機エンターテインメントシステムにおける高い温度勾配を防止することを確実にする。強制対流を生ずるポンプを、内部冷却剤の回路に設けることができる。特許文献１に記載された任意な望ましい構成を用いて、この実施例における航空機エンターテインメントシステム２の電子コンポーネントまたはアセンブリを冷却することができる。

ポンプ、熱交換器６、および接続部４は、ユニットとして一体的に形成することができる。このユニットは、電子航空機エンターテインメントシステム２内に配置することができる。

内部冷却剤の閉回路による航空機エンターテインメントシステム２の冷却は、航空機の冷却システムとは独立して検査することができる。さらに、外部冷却剤と内部冷却剤との間で塵埃が転移することはない。熱交換器６および連結部４を有するこの航空機エンターテインメントシステム２は、さらに、特に容易に交換することができる。

図６は、外部冷却剤が常に液状である本発明の実施例を示す。外部冷却剤は、閉回路２２を循環する。液体冷却システム２０は外部冷却剤を冷却する。外部冷却剤は、熱交換器６を介して航空機エンターテインメントシステム２によって生じる熱を吸収する。

液体冷却システム２０を用いる場合、冷却すべき航空機エンターテインメントシステム２または熱交換器６に冷空気を供給する従来の冷却システムと比較すると、航空機の重量はわずかに増加する。外部冷却剤が液体である場合、より小さい断面積を有するパイプラインを用いることができる。なぜなら、冷却液によって気体冷却剤より極めて多量の熱を搬出することができるからである。冷却に必要なスペースもまた、結果として減少する。冷却剤ラインがより小さい断面積を有するために、液体冷却システムの冷却剤ラインはより融通性高く、すなわちより少ない規制で航空機に設置することができ、またさらに、従来の冷却システムではそれ程高い冷却能力を供給することができなかった場所に、高い冷却能力を供給する。さらに、外部冷却剤が液体である場合、上述した効率改善の結果、航空機エンターテインメントシステムおよび、ひいては航空機全体を冷却するのに低い電力消費量で済む。

図６に示す実施例において、外部冷却剤は気体または液体とすることができる。電子航空機エンターテインメントシステム２および内部冷却剤の回路は、図１〜３につき説明したように形成することができ、図２および図３に示した閉冷却回路が好適である。液体内部冷却剤を用いる場合、電子航空機エンターテインメントシステム２および内部冷却剤の回路は、図４〜５につき説明したように形成することができる。

液体冷却システムは、集中または非集中液体冷却システムとすることができる。

図７は、外部冷却剤６を吸着冷却システムによって冷却する実施例を示す。外部冷却剤は、航空機エンターテインメントシステム２によって生じる熱を内部冷却剤から吸着するために熱交換器６を経て流れる。内部冷却剤は気体または液体とすることができ、内部冷却剤は閉回路を流れることができ、または電子航空機エンターテインメントシステム２を図１〜５につき説明したように冷却することができる。

吸着冷却システム２８は、飛行とは無関係な局所冷却システムとして用いることができる。しかし、集中吸着冷却システムを設けることもできる。

図８は外部冷却剤が新鮮な真水である実施例を示す。外部冷却剤は、真水容器３０から熱交換器６を経て廃水容器３２に流れる。その過程において、外部冷却剤は、電子航空機エンターテインメントシステム２から生じる内部冷却剤の熱を吸着する。電子航空機エンターテインメントシステム２は、図１〜５につき説明したように形成し、冷却することができる。水が熱交換器６を経て流れた後、水はまた温水容器に流入させることもできる。このタイプの冷却は、例えば緊急冷却として行うことができる。図４〜５につき説明すると、やはり新鮮な真水を使用し、例えばバルブによって内部冷却剤の回路を開くことにより、航空機エンターテインメントシステム２の電子コンポーネントまたはアセンブリを直接冷却することができる。

図９は、液体外部冷却剤が熱交換器６および液体冷却システム２０を有する冷却回路３４を流れる本発明の他の実施例を示す。外部冷却剤の回路に漏出があった場合、バルブ３６を介して航空機の水システム３８から外部冷却剤として水を供給することができる。その結果、液体外部冷却剤の初期量をほぼ回復させることができる。バルブ３６は、飛行中でさえ自動的に作動することができる。

図１０は、液体内部冷却剤が熱交換器６およびプレート状熱交換器２６を経て流れて、電子航空機エンターテインメントシステム２の電子アセンブリ２４を冷却する本発明の他の実施例を示す。漏出があった場合、内部冷却剤を補填するために、航空機の水システム３８から水を移動させるためにバルブ３６を開くことができる。バルブ３６は、飛行中でさえ自動的に作動することができる。

図１１は、ペルチェ要素４０により熱交換器を代替した本発明の他の実施例を示す。ペルチェ要素４０の場合、電圧およびこれに関連する電流の流れを加えることによって温度差が生じる。この温度差を使用して、媒体を冷却する。図１１に示す実施例において、ペルチェ要素４０は、電子航空機エンターテインメントシステム２を冷却することによって温まった内部冷却剤を冷却する。電子航空機エンターテインメントシステム２およびその冷却は、図１〜５につき説明したように形成することができる。

内部冷却剤が気体である場合、１個のペルチェ要素または複数個のペルチェ要素を内部冷却剤回路に配置することができる。ペルチェ要素の他方の側は内部冷却剤回路の外側に配置することができ、冷却本体によって外部環境または冷却剤に熱を送給することができる。

ペルチェ要素は、さらに、液体内部冷却剤に冷気を供給することができ、従ってペルチェ要素はまた、図４および５に示した実施例と関連して用いることもできる。

図１２は、電子航空機エンターテインメントシステム２を冷却するための内部冷却剤を、冷蔵装置４２（いわゆる空気冷却器）によって冷却する実施例である。この冷蔵装置４２は、圧縮器、凝縮器、および蒸発器を有する。冷蔵装置は、例えば局部的な非集中冷蔵装置として形成することができる。外部冷却剤は、閉回路においてその状態を気体から液体へ、およびその逆にも同様に変化する。

電子航空機エンターテインメントシステム２は、この点において、内部冷却剤が気体である場合、図１〜３につき説明したように構成し、冷却することができる。内部冷却剤が液体である場合、電子航空機エンターテインメントシステム２は、図４および５につき説明したように構成し、冷却することができる。

本発明の１点の利点は、内部冷却剤の閉回路のために、塵埃が航空機電子システムに入ることはできないということである。外部冷却剤と内部冷却剤との間における熱移動に関与する熱交換器６により外部冷却剤を内部冷却剤から分離する結果、内部冷却剤が電子コンポーネントおよびアセンブリに最適である温度範囲にすることができる。この結果、航空機電子システムにおける高い温度勾配もまた回避することができる。さらに、内部冷却剤の閉回路により凝縮水の沈殿も回避される。航空機電子システムの冷却は、航空機の空調システムから独立したものとすることができる。説明したタイプの航空機電子システムの冷却は、従来の電子冷却システムより生じる騒音が少ない。客室用に供給される空気流は、航空機電子システムの冷却に利用されないため、航空機乗客の快適さが減少することはない。外部冷却剤が液体である場合、上述した効率改善により、航空機電子システム、および、ひいては航空機を冷却するのに低い電力消費量で済む。従って、客室の空調に用いる空調システムはより小さい設計とすることができ、更なる重量の節減をもたらす。

Claims (14)

1. 航空機電子システム（２）の多段階冷却システムであって、前記電子コンポーネントに熱的に結合した内部回路を備え、この内部回路内を通常動作中に冷却剤が循環し、少なくとも１個の電子コンポーネントからの熱を熱交換器（６）に搬送するようにし、前記熱交換器（６）は、前記内部冷却剤（１４）によって供給される熱を、前記航空機電子システム（２）の外部のソースから前記熱交換器（６）を経て前記航空機電子システム（２）の外部のシンクへと流れるまたは循環する外部冷却剤に送給するよう構成し、また前記内部回路は、前記内部冷却剤（１４）が前記熱交換器（６）から前記少なくとも１個の電子コンポーネントの方向に流れるよう構成した、該多段階冷却システムにおいて、前記内部冷却剤（１４）の前記内部回路を、第１バルブ（５ａ；３６）によって供給ラインに接続し、この供給ラインによって、前記第１バルブ（５ａ；３６）を開くとき、付加的な冷却剤（１４ａ）を外部から前記内部回路に供給する構成としたことを特徴とする多段階冷却システム。
2. 請求項１に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、第２バルブ（５ｂ）を前記内部回路内に配置し、前記第２バルブ（５ｂ）が開いた状態で冷却剤を前記内部回路から排出することができる構成としたことを特徴とする多段階冷却システム。
3. 航空機電子システム（２）の多段階冷却システムであって、前記航空機電子システムにおける少なくとも1個の電子コンポーネントに熱的に結合した内部回路を備え、この内部回路内で通常動作中、内部冷却剤（１４）が循環し、前記少なくとも１個の電子コンポーネントからの熱を熱交換器（６）に搬送し、前記熱交換器（６）は、前記内部冷却剤（１４）によって供給される熱を、前記航空機電子システム（２）の外部のソースから前記熱交換器（６）を経て前記航空機電子システム（２）の外部のシンクへと循環する液体外部冷却剤に送給するよう構成し、前記内部回路は、前記内部冷却剤（１４）が前記熱交換器（６）から前記少なくとも１個の電子コンポーネントの方向に流れるよう構成した、該多段階冷却システムにおいて、前記液体外部冷却剤が循環する回路（２２）を第３バルブ（３６）によって航空機の水システム（３８）に接続可能とし、必要であれば、前記航空機電子システム（２）の動作中に前記液体外部冷却剤を少なくとも部分的に水で代替するよう構成した、ことを特徴とする多段階冷却システム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記内部回路を熱的に複数個の電子コンポーネントに結合し、これにより、前記内部冷却剤（１４）が複数個の電子コンポーネントを冷却する構成としたことを特徴とする多段階冷却システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記内部冷却剤（１４）を気体としたことを特徴とする多段階冷却システム。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記内部冷却剤（１４）を液体としたことを特徴とする多段階冷却システム。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記内部回路は、前記内部冷却剤（１４）が自然対流に基づいて循環するよう構成したことを特徴とする多段階冷却システム。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記内部回路は、前記内部冷却剤（１４）が強制対流に基づいて循環するよう構成したことを特徴とする多段階冷却システム。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記外部冷却剤は、この外部冷却剤を冷却するために液体冷却システム（２０）に接続した回路（２２）を循環する構成としたことを特徴とする多段階冷却システム。
10. 請求項１〜４または６〜９のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記液体内部冷却剤（１４）が循環する前記内部回路を、第３バルブ（３６）によって航空機の水システム（３８）に接続可能とし、前記航空機電子システム（２）の作動中に、必要ならば、水によって前記液体内部冷却剤（１４）を少なくとも部分的に代替するようにした、ことを特徴とする多段階冷却システム。
11. 請求項３または１０に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、添加剤を、前記内部冷却剤または外部冷却剤の代替とする前記水に混ぜることを特徴とする多段階冷却システム。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記熱交換器（６）を吸着冷却システム（２８）に接続し、この吸着冷却システム（２８）によって前記外部冷却剤を冷却する構成としたことを特徴とする多段階冷却システム。
13. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記外部冷却剤を真水（３０）としたことを特徴とする多段階冷却システム。
14. 請求項１〜２または４〜８のいずれか一項に記載の航空機電子システム（２）の多段階冷却システムにおいて、前記外部冷却剤を気体としたことを特徴とする多段階冷却システム。

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