KR20230147122A - 항공기용 자립형 증기 사이클 냉동 시스템 - Google Patents

항공기용 자립형 증기 사이클 냉동 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230147122A
KR20230147122A KR1020237030854A KR20237030854A KR20230147122A KR 20230147122 A KR20230147122 A KR 20230147122A KR 1020237030854 A KR1020237030854 A KR 1020237030854A KR 20237030854 A KR20237030854 A KR 20237030854A KR 20230147122 A KR20230147122 A KR 20230147122A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
condenser
evaporator
air duct
radiator
refrigeration system
Prior art date
Application number
KR1020237030854A
Other languages
English (en)
Inventor
알프레드 게일
악셀 디트리히
Original Assignee
릴리움 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 릴리움 게엠베하 filed Critical 릴리움 게엠베하
Publication of KR20230147122A publication Critical patent/KR20230147122A/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3229Cooling devices using compression characterised by constructional features, e.g. housings, mountings, conversion systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D13/08Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned the air being heated or cooled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/005Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle of the single unit type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603Environmental Control Systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603Environmental Control Systems
    • B64D2013/0674Environmental Control Systems comprising liquid subsystems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

항공기용 증기 사이클 냉동 시스템(100)은 압축기(10), 콘덴서 라디에이터(22), 콘덴서 팬(24), 및 상기 콘덴서 팬(24)에 의해 생성된 공기 흐름을 상기 콘덴서 라디에이터(22)를 통해 향하도록 구성되는 콘덴서 공기 덕트(26)를 포함하는 콘덴서 유닛(20), 팽창 디바이스(30), 증발기 라디에이터(42), 증발기 팬(44), 및 상기 증발기 팬(44)에 의해 생성된 공기 흐름을 상기 증발기 라디에이터(42)를 통해 향하도록 구성되는 증발기 공기 덕트(46)를 포함하는 증발기 유닛(40), 및 상기 압축기(10), 상기 콘덴서 라디에이터(22), 상기 팽창 디바이스(30) 및 상기 증발기 라디에이터(42)를 냉매에 대한 폐쇄 회로로 연결하는 배관 시스템(50)을 포함하고,
상기 압축기(10), 상기 콘덴서 라디에이터(22), 상기 콘덴서 팬(24), 상기 팽창 디바이스(30), 상기 증발기 라디에이터(42), 상기 증발기 팬(44) 및 상기 배관 시스템(50)의 각각은, 직접적 또는 간접적으로 상기 콘덴서 공기 덕트(26), 및 상기 증발기 공기 덕트(46) 중 적어도 하나에 의해, 바람직하게는 상기 콘덴서 공기 덕트(26)에 의해, 상기 시스템(100)이 자립하는 방식으로, 완전히 지지된다.

Description

항공기용 자립형 증기 사이클 냉동 시스템
증기 사이클 냉동은 많은 항공기의 객실(cabin) 공기를 공조(condition)하는 데 사용된다.
특히, 본 발명은항공기용 증기 사이클 냉동 시스템, 즉 VCR 시스템에 관한 것이며, 이 시스템은 압축기(compressor), 콘덴서(condenser) 라디에이터(radiator), 콘덴서 팬, 및 콘덴서 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 콘덴서 라디에이터를 통해 향하도록 구성되는 콘덴서 공기 덕트를 포함하는 콘덴서 유닛, 팽창 디바이스, 증발기 라디에이터, 증발기 팬, 및 증발기 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 증발기 라디에이터를 통해 향하도록 구성되는 증발기 공기 덕트를 포함하는 증발기 유닛, 및 압축기, 콘덴서 라디에이터, 팽창 디바이스 및 증발기 라디에이터를 냉매에 대한 폐쇄 회로로 연결하는 배관 시스템을 포함할 수 있다.
기존 VCR 시스템에서는 위에 나열된 다양한 시스템 컴포넌트들이 항공기에 고정되는 금속 튜브들로 만든 별도의 프레임에 배열되어 지지된다. 대안으로, 컴포넌트들이 지지되는 판금(sheet metal) 박스를 사용하는 것이 알려져 있다.
이러한 배경에서 본 발명의 목적은 시스템의 무게를 줄여 연료 소비를 줄이고 주행 거리를 늘리거나 시스템이 사용되는 항공기의 탑재 하중을 증가시키는 것이다.
이 목적은 압축기, 콘덴서 라디에이터, 콘덴서 팬, 팽창 디바이스, 증발기 라디에이터, 증발기 팬 및 배관 시스템 각각이 콘덴서 공기 덕트 및 증발기 공기 덕트 중 적어도 하나에 의해 직접적 또는 간접적으로 완전히 지원되어 시스템이 자립할 수 있도록 VCR 시스템을 설계함으로써 해결된다.
본 발명에 따른 솔루션은 구조 부품들의 재료 양을 줄이고 고성능 화합물에 유리한 조건을 제공하는 컴포넌트들 토폴로지(topology)를 통해 상당한 양의 중량을 절약한다. 특히, 필요한 시스템 컴포넌트를 기존 프레임이나 박스의 지지 기능을 추가적으로 담당하는 기본 컴포넌트로 사용함으로써 별도의 프레임이나 박스가 생략될 수 있다.
본질적으로, 기존의 VCR 시스템에서 본 발명에 따른 솔루션으로의 전환은 포뮬러 1이 튜블러 프레임에서 탄소 섬유 복합 모노코크(monocoque)로 변경하는 것과 유사하다.
물론, VCR 시스템은 추가 컴포넌트들, 특히 콘덴서 라디에이터와 팽창 디바이스 사이에 제공된 리시버 건조기(receiver dryer)를 포함할 수 있다. 이 경우, 추가 컴포넌트들의 각각은 시스템이 자립하는 방식으로 콘덴서 공기 덕트와 증발기 공기 덕트 중 적어도 하나에 의해 직접적 또는 간접적으로 완전히 지지된다.
일부 실시예들에서, 팽창 디바이스는 팽창 밸브, 특히 열 팽창 밸브를 포함할 수 있다. 그러나 다른 실시예들에서는 팽창 터빈도 사용될 수 있다.
특히, 콘덴서 라디에이터와 콘덴서 팬을 연결하는 콘덴서 공기 덕트는 충분한 양의 공기를 전달하는 데 필요한 넓은 표면으로 인해 많은 양의 재료를 추가하지 않고도 다른 컴포넌트들을 장착할 수 있는 기본 컴포넌트로 사용하기에 특히 적합하다.
각각의 기본 컴포넌트에 장착된 컴포넌트들을 기본 컴포넌트에 의해 간접적으로 지지되는 다른 부품들을 장착하기 위한 보조 구조 요소로 사용될 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 압축기, 콘덴서 라디에이터, 콘덴서 팬, 팽창 디바이스, 증발기 라디에이터 및 증발기 팬 각각은 콘덴서 공기 덕트 또는 증발기 공기 덕트에 의해 완전히 지원되므로 시스템이 두 개의 자립형 모듈들로 분리될 수 있다.
이러한 방식으로 콘덴서 공기 덕트로 지지되는 모듈과 증발기 공기 덕트로 지지되는 모듈을 사전 조립한 다음 두 모듈들의 서로 다른 컴포넌트들 사이에 배관 시스템의 요소들을 연결하여 결합할 수 있다.
다양한 팬의 회전 속도 및/또는 압축기 및/또는 팽창 디바이스의 매개변수들과 같은 시스템의 매개변수들을 제어하도록 구성된 제어기는 콘덴서 공기 덕트 또는 증발기 공기 덕트의 외부 표면 상에 장착되어 완전히 지지될 수 있다.
특히, 제어기는 제어기의 방열판(heat sink) 구조, 예를 들어 가열 핀의 배열이 제어기가 지지되는 공기 덕트, 예를 들어 콘덴서 공기 덕트의 내부로 돌출하는 방식으로 배열될 수 있다. 이러한 방식으로 제어기의 전자 컴포넌트들은 각 공기 덕트를 통해 흐르는 공기에 의해 냉각될 수도 있다.
대안으로 제어기는 냉매나 추가 공기 흐름을 통해 냉각될 수 있다.
시스템의 다른 컴포넌트들을 장착하기 위해, 콘덴서 공기 덕트 및/또는 증발기 공기 덕트는 각각 바람직하게는 대응하는 공기 덕트와 일체형으로 형성된 각각의 장착 돌출부 배열을 포함할 수 있다. 이러한 장착 돌출부는 특히 엠보싱 또는 장착 아일렛(eyelet)으로 형성될 수 있다.
특히, 증발기 유닛 또는 적어도 증발기 라디에이터는 콘솔 및/또는 지지대를 통해 콘덴서 공기 덕트에 지지될 수 있다.
바람직하게는, 콘덴서 공기 덕트 및/또는 증발기 공기 덕트는 탄소 섬유 강화 폴리머 또는 유리 섬유 강화 폴리머와 같은 섬유 복합 재료로 만들어진다.
특정 실시예에 따르면, 증발기 공기 덕트는 2개의 별도의 공기 유입구들과 증발기 라디에이터 상류의 혼합 챔버를 포함할 수 있다. 기내의 재순환 공기와 항공기 외부의 신선한 공기가 별도의 공기 흡유입구를 통해 혼합 챔버로 유입되어 증발기 유닛의 출구에서 냉각된 기내 공기에 CO2가 너무 많지 않고 신선한 공기가 충분히 포함되도록 할 수 있다.
대안적인 실시예에 따르면, 혼합 챔버는 VCR 시스템과 별도로 제공될 수 있고 증발기 유닛에 연결될 수 있다.
상당한 양의 공기를 운반하려면 공기 덕트의 큰 단면이 필요하며 결과적으로 컴포넌트 집합을 위한 백본으로 사용하기에 충분한 부피가 필요하다.
일부 실시예들에 따르면, 콘덴서 라디에이터의 단면적이 콘덴서 팬의 단면적과 다르며, 특히 콘덴서 팬의 단면적보다 커서 콘덴서 라디에이터와 콘덴서 공기 덕트를 연결하는 콘덴서 공기 덕트가 테이퍼링되어 결과적으로 경사진 표면 부분을 갖도록 한다. 이러한 맥락에서 경사진다는 것은 특히 콘덴서 팬의 중심축에 대해 경사진다는 것을 의미한다.
콘덴서 공기 덕트의 경사면 부분에 압축기를 지지하고 콘덴서 유닛과 증발기 유닛 사이에 압축기를 배치함으로써 다양한 구성 요소의 컴팩트한 배열이 달성될 수 있다.
마지막으로, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 증기 사이클 냉동 시스템을 포함하는 항공기에 대한 보호도 청구되며, 여기서 증기 사이클 냉동 시스템은 콘덴서 공기 덕트 및 증발기 공기 덕트 중 적어도 하나를 통해 증기 사이클 냉동 시스템의 모든 컴포넌트들이 항공기 상에 지지되는 방식으로 항공기에 고정된다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시예를 통해 설명된다. 거기에:
도 1는 증기 순환 냉동의 원리를 개략적으로 설명한다.
도 2는 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 VCR 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2는 도 2의 주제에 대한 또 다른 사시도이다.
도 4는 도 2의 주제의 좌측면도이고,
도 5는 도 2의 대상의 우측면도이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
도 1에 개략적으로 도시된 증기 순환 냉각의 원리는 종래의 시스템과 본 발명에 따른 시스템 모두에 적용된다.
도 1에 도시된 바와 같은 증기 사이클 냉동 시스템(100)은 폐쇄 루프 시스템으로서, 적어도 압축기(10), 콘덴서 유닛(20), 팽창 디바이스(30) 및 증발기 유닛(40)을 포함하며, 상기 요소들은 도 1에서 화살표 선으로 표시된 배관 시스템(50)에 의해 서로 연결되고, 여기서 화살촉들은 냉매의 순환 방향을 나타낸다.
액체 상태의 냉매, 예를 들어 테트라플루오로에탄(tetrafluoroethane)은 증발기 유닛(40)에서, 더 정확하게는 증발기 라디에이터에서 증발된다. 이러한 상전이에 필요한 에너지는 증발기 라디에이터 코일의 외부 표면들을 따라 전달되는 객실 공기의 열 형태로 추출된다. 이러한 방식으로 공기가 냉각되어 객실에 공급된다.
생성된 냉매 가스의 압력과 온도는 압축기(10)에 의해 증가된다. 이후, 기체 냉매는 외기에 의해 냉각되는 콘덴서 유닛(20)의 콘덴서 라디에이터에서 응축된다.
콘덴서 유닛(20)에서 나오는 생성된 액체 냉매는 팽창 디바이스(30), 특히 열팽창 밸브로 들어가고, 여기서 액체의 압력은 증발기 유닛(40)으로 다시 들어가기 전에 낮아지고 사이클이 다시 시작된다.
시스템의 다양한 컴포넌트들, 특히 압축기와 라디에이터들은 다소 무겁다. 따라서 기존 시스템에서는 개별 컴포넌트들이 별도의 프레임 또는 별도의 박스에 배열되고, 컴포넌트들을 지지하는 프레임 또는 박스가 항공기에 고정된다.
도 2 내지 도 5에 중량 감소가 가능한 본 발명의 실시예에 따른 VCR-시스템(100)이 도시되어 있다. 도 1에 개략적으로 도시된 시스템의 특징과 동일하거나 대응하는 실시예의 특징들은 동일한 참조 부호로 표시된다.
명확성을 위해, 특히 동일한 특징이 여러 개 있는 경우, 실시예의 각 특징에 도면들 각각에 참조 부호가 제공되지 않는다.
도 2 내지 도 5에 도시된 실시예에서, VCR-시스템(100)의 모든 컴포넌트들을 콘덴서 유닛(20)의 콘덴서 공기 덕트(26)에 직접적 또는 간접적으로 지지된다.
이 실시예에서, 콘덴서 공기 덕트(26)는 예를 들어 섬유 강화 복합 재료로 제조되고 콘덴서 라디에이터(22)와 콘덴서 팬(24)을 연결하는 대략 깔때기 모양의 중공 요소로서, 콘덴서 팬(24)에 의해 생성되어 P1 방향을 따라 콘덴서 유닛(20)으로 유입되는 공기 흐름이 그 내부 냉각 코일의 외부 표면을 따라 콘덴서 라디에이터(22)를 통과하여(도시되지 않음) 콘덴서 공기 덕트(26)를 통과하여 도 3과 같이 P2 방향을 따라 콘덴서 출구(29)로 나가는 방식으로 이루어진다.
콘덴서 공기 덕트(26)의 단면은 콘덴서 라디에이터(22)에 연결된 제1 단부(도 4 참조)에서 콘덴서 팬(24)에 연결된 제2 단부(26e2)까지 가늘어지면서 단면 형태가 직사각형에서 원형으로 부드럽게 바뀐다.
콘덴서 라디에이터(22) 및 콘덴서 팬(24)은 임의의 적절한 방식으로, 예를 들어 볼트 체결(미도시)에 의해 콘덴서 공기 덕트(26)에 고정될 수 있다.
3개의 장착 아일렛(25)들은 콘덴서 공기 덕트(26)의 외부 표면으로부터 돌출되고, 바람직하게는 일체형으로 형성되며, 2 개는 콘덴서 라디에이터(22) 근처의 콘덴서 공기 덕트(26)의 반대쪽 측 벽 부분(26s)들(도 2 참조) 상에 제공되고, 1개는 콘덴서 팬(24) 근처의 상단 벽 부분(26t) 상에 제공된다.
이들 장착 아일렛(25)들은 VCR 시스템(100)을 항공기(미도시)에 고정하는데 사용된다. 아일렛들의 모양, 위치, 방향 및 수는 일반적으로 항공기에 대한 시스템 적응의 일부이다.
다른 컴포넌트들을 장착하기 위해, 콘덴서 공기 덕트(26)는 여러 배치들의 장착 돌출부(27)를 포함할 수 있다.
특히, 본 실시예에서는, 압축기(10)를 고정하고 지지하기 위해, 특히 내부 나사산이 있는 돌출된 엠보싱(27e) 형태의 4개의 장착 돌출부(27)가 콘덴서 공기 덕트(26)와 일체형으로 경사진 상부 표면 부분(26i)에 형성되어 있다(도 4 참조).
2 개의 유사한 돌출부(27)들이 콘덴서 공기 덕트(26)의 측벽 부분(26s) 상에 제공되어 VCR 시스템(100)의 여러 매개변수들을 제어하는 데 사용되는 제어기(60)를 장착한다.
방열판 구조, 예를 들어, 가열 핀의 배열(도시되지 않음)은 콘덴서 공기 덕트(26)의 측벽의 개구부(도시되지 않음)를 통해 돌출되어 콘덴서 공기 덕트(26)를 통해 흐르는 공기에 의해 제어기(60)의 전자 컴포넌트들도 냉각될 수 있다.
마지막으로, 증발기 유닛(40)을 지지하기 위해, 콘덴서 공기 덕트(26)는 도 4에 도시된 바와 같이 도 4의 도면 평면에 수직인 측 방향으로 서로 이격되고, 전술한 장착 아일렛(25)들과 유사한 삼각형 아일렛(27t)들의 형태를 갖는 2개의 장착 돌출부(27)들을 포함할 수 있다.
콘덴서 라디에이터(22)는 콘덴서 공기 덕트(26)의 제1 단부(26e1)에 고정되고, 콘덴서 라디에이터(22)의 측벽(22s)의 상부 및 하부 단부 상에 제공되는 냉매용 유입구(22i) 및 배출구(22o)를 포함한다.
콘덴서 라디에이터 유입구(22i)는 콘덴서 공기 덕트(26)의 경사진 상부 벽 부분(26i)과 증발기 유닛(40)의 바닥 벽(40b) 사이의 공간에서 적어도 부분적으로 실행되는 파이프(51)를 통해 압축기(10)의 출구(10o)에 연결되고 도 4 및 도 5에서 가장 잘 보인다.
콘덴서 라디에이터 배출구(22o)는 먼저 콘덴서 공기 덕트(26)의 측벽 부분(26s)를 따라 위쪽으로 흐르는 파이프(52)를 통해, 그리고 증발기 라디에이터(42)의 측벽 부분(42s)을 따라 위쪽으로 흐르는 파이프를 통해 팽창 디바이스(30)의 유입구(30i)에 연결된다.
바람직하게는 열 팽창 밸브를 포함하는 팽창 디바이스(30)는 증발기 라디에이터(42)의 측벽 부분(42s)에 고정되고 그 냉각 코일(미도시)에 내부적으로 연결된다.
증발기 유닛(40)은 패스너(81)를 통해 콘덴서 공기 덕트(26)의 상응하는 장착 돌출부(27)에 고정되는 바닥 벽(40b) 상에 제공되는 삼각형 아일렛(47t) 형태의 2개의 장착 돌출부(47)들을 통해 콘덴서 공기 덕트(26)의 경사된 상부 표면 부분(26i)에 장착된다(도 4 참조).
또한, 증발기 유닛(40)은 팽창 디바이스(30)가 장착되는 측벽에 반대되는 증발기 라디에이터(42)의 측벽(42s)의 상부 단부 부분을 콘덴서 라디에이터(22) 근처의 콘덴서 공기 덕트(26)의 상부 측벽 부분에 연결하는 대각선 스트럿(strut)(82)에 의해 콘덴서 공기 덕트(26)상에 지지된다. 대각선 스트럿(82)은 증발기 유닛(40)이 패스너(81)에 의해 정의된 축을 중심으로 회전하는 것을 방지하고(도 4 참조), 따라서 콘덴서 유닛(20)에 대한 증발기 유닛(40)의 방향을 고정한다.
증발기 공기 덕트(46)는 증발기 라디에이터(42)의 상류에 배치된 제1 부분(46.1)과 증발기 라디에이터(42)의 하류에 배치되고 증발기 라디에이터(42)를 증발기 팬(44)에 연결하는 제2 부분(46.2)을 포함한다. 증발기 공기 덕트(46)의 제1 부분(46.1), 증발기 라디에이터(42), 증발기 공기 덕트(46)의 제2 부분(46.2) 및 증발기 팬(44)은 예를 들어 볼트와 같은 임의의 적절한 수단에 의해 서로 고정될 수 있다(도시되지 않음).
증발기 공기 덕트(46)의 제1 부분(46.1)은 혼합 챔버(41)를 포함하며, 혼합 챔버(41)의 반대쪽 측벽 부분들 상에 두 개의 원형 공기 유입구(43 및 45)들이 제공된다. 유입구들 중 하나, 특히 더 큰 유입구(43)는 방향(P3)을 따라 따뜻한 재순환된 실내 공기를 혼합실(41)로 유입하는 데 사용될 수 있고, 다른 유입구, 특히 더 작은 유입구(45)는 방향(P4)을 따라 항공기 외부의 신선한 공기를 혼합실(41)로 유입하는 데 사용될 수 있다.
생성된 혼합 공기는 증발기 라디에이터(42)의 내부 코일(표시되지 않음)의 외부 표면을 따라 향할 때 열이 제거되고 코일을 통해 흐르는 액체 냉매를 증발시키는 데 사용된다. 그 결과 냉각된 공기는 증발기 팬(44)에 의해 증발기 공기 덕트(46)의 병목 모양의 제2 부분(46.2)을 통해 흡입되어 방향(P5)을 따라 증발기 유닛(42)을 떠난다.
본 실시예에서, 냉매는 증발기 라디에이터(42)에서 기화된 후, 팽창 디바이스(30)에 제공될 수 있고 파이프(54)를 통해 압축기(10)의 유입구(10i)에 연결되는 배출구(30o)를 통해 증발기 유닛(40)을 떠난다. 증발기 라디에이터(42)의 배출구와 팽창 디바이스(30)의 배출구(30o) 사이의 내부 연결은 도면에서 보이지 않는다.
압축기(10)는 통상적인 구형 원통형 형태를 가지며, 적절한 패스너(12)를 사용하여 콘덴서 공기 덕트(26)의 경사진 상부 부분(26i)에 제공되는 4개의 장착 돌출부(27)들에 고정되는 4개의 다리(11)들을 포함한다. 압축기(10)는 전력 및/또는 데이터용 커넥터(13)를 포함할 수 있다.
배관 시스템(50)은 전술한 파이프(51, 52, 54)들을 포함하고 적절한 진동 흡수 장치(미도시)들을 포함할 수 있다.
콘덴서 공기 덕트(26)는 섬유 강화 복합 재료로 제조되는 것이 바람직하며, 가볍지만 구조적으로 안정적이고 시스템(100)의 다른 모든 구성 요소를 지지할 수 있을 정도로 충분히 커서 별도의 프레임 또는 박스를 생략할 수 있다. 그 결과 자체 지지형 VCR 시스템(100)은 서로 다른 컴포넌트들을 지지하는 별도의 프레임 또는 박스를 갖춘 기존 시스템에 비해 컴팩트하고 무게가 상당히 감소된다.

Claims (10)

  1. 항공기용 증기 사이클 냉동 시스템(100)에 있어서,
    압축기(10),
    콘덴서 라디에이터(22), 콘덴서 팬(24), 및 상기 콘덴서 팬(24)에 의해 생성된 공기 흐름을 상기 콘덴서 라디에이터(22)를 통해 향하도록 구성되는 콘덴서 공기 덕트(26)를 포함하는 콘덴서 유닛(20),
    팽창 디바이스(30),
    증발기 라디에이터(42), 증발기 팬(44), 및 상기 증발기 팬(44)에 의해 생성된 공기 흐름을 상기 증발기 라디에이터(42)를 통해 향하도록 구성되는 증발기 공기 덕트(46)를 포함하는 증발기 유닛(40), 및
    상기 압축기(10), 상기 콘덴서 라디에이터(22), 상기 팽창 디바이스(30) 및 상기 증발기 라디에이터(42)를 냉매에 대한 폐쇄 회로로 연결하는 배관 시스템(50)을 포함하고,
    상기 압축기(10), 상기 콘덴서 라디에이터(22), 상기 콘덴서 팬(24), 상기 팽창 디바이스(30), 상기 증발기 라디에이터(42), 상기 증발기 팬(44) 및 상기 배관 시스템(50)의 각각은, 직접적 또는 간접적으로 상기 콘덴서 공기 덕트(26), 및 상기 증발기 공기 덕트(46) 중 적어도 하나에 의해, 바람직하게는 상기 콘덴서 공기 덕트(26)에 의해, 상기 시스템(100)이 자립하는 방식으로, 완전히 지지되는 것을 특징으로 하는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축기(10), 상기 콘덴서 라디에이터(22), 상기 콘덴서 팬(24), 상기 팽창 디바이스(30), 상기 증발기 라디에이터(42), 및 상기 증발기 팬(44)의 각각은, 상기 콘덴서 공기 덕트(26), 또는 상기 증발기 공기 덕트(46)에 의해 완전히 지지되어 상기 시스템(100)이 2개의 자립형 모듈들로 분리될 수 있도록 하는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 콘덴서 공기 덕트(26)의 외부 표면 또는 상기 증발기 공기 덕트(46)의 외부 표면 상에 장착되고 완전히 지지되는 컨트롤러(60)를 더 포함하는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러(60)의 방열판 구조는 상기 컨트롤러(60)가 지지되는 상기 공기 덕트의 상기 내부, 특히 상기 콘덴서 공기 덕트(26)의 상기 내부로 돌출하는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘덴서 공기 덕트(26) 및/또는 상기 증발기 공기 덕트(46)는 상기 시스템의 다른 컴포넌트들을 장착하기 위한 장착 돌출부(27, 47)들의 배열을 포함하고, 상기 장착 돌출부들은 바람직하게는 해당 공기 덕트와 일체형으로 형성되는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기 유닛(40)은 콘솔 및/또는 스트럿(82)을 통해 상기 콘덴서 공기 덕트(26)에 지지되는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘덴서 공기 덕트(26) 및/또는 상기 증발기 공기 덕트(46)는 섬유 복합 재료로 만들어지는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기 공기 덕트(46)는 2 개의 개별 공기 유입구(43, 45)들 및 상기 증발기 라디에이터(42)로부터의 상류에 있는 혼합 챔버(41)를 포함하는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기(10)는 상기 콘덴서 공기 덕트(26)의 경사면부(26i) 상에 지지되고, 상기 콘덴서 유닛(20)과 상기 증발기 유닛(40) 사이에 배치되는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 증기 사이클 냉동 시스템(100)을 포함하는 항공기에 있어서,
    상기 증기 사이클 냉동 시스템(100)은 상기 콘덴서 공기 덕트(26) 및 상기 증발기 공기 덕트(46) 중 적어도 하나를 통해 상기 증기 사이클 냉동 시스템의 모든 컴포넌트들이 항공기 상에서 지지되는 방식으로 상기 항공기에 고정되는, 증기 사이클 냉동 시스템(100).
KR1020237030854A 2021-02-19 2022-02-01 항공기용 자립형 증기 사이클 냉동 시스템 KR20230147122A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21158240.8A EP3998211B1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Self-supporting vapor cycle refrigeration system for an aircraft
EP21158240.8 2021-02-19
PCT/EP2022/052303 WO2022175073A1 (en) 2021-02-19 2022-02-01 Self-supporting vapor cycle refrigeration system for an aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230147122A true KR20230147122A (ko) 2023-10-20

Family

ID=74672231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237030854A KR20230147122A (ko) 2021-02-19 2022-02-01 항공기용 자립형 증기 사이클 냉동 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12065021B2 (ko)
EP (1) EP3998211B1 (ko)
JP (1) JP2024507255A (ko)
KR (1) KR20230147122A (ko)
CN (1) CN114963597B (ko)
WO (1) WO2022175073A1 (ko)

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2164545A (en) * 1937-11-13 1939-07-04 Aviat Mfg Corp Airplane
US3583658A (en) * 1969-03-10 1971-06-08 A R A Mfg Co Single-engine aircraft air-conditioning system
US4361014A (en) * 1981-03-19 1982-11-30 Sundstrand Corporation Panel air chiller
US4763859A (en) * 1986-06-23 1988-08-16 Sundstrand Corporation Quick replaceable thermal control system
JP2003042480A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Kimura Kohki Co Ltd 天井設置形ヒートポンプ式空調機
JP4291730B2 (ja) * 2004-04-26 2009-07-08 株式会社ジャムコ エアチラー装置
US7543458B1 (en) * 2005-02-04 2009-06-09 James Wurth Portable vapor cycle air conditioning unit for small aircraft
CN2828624Y (zh) * 2005-11-29 2006-10-18 广东省吉荣空调设备公司 移动式飞机专用空调机组
WO2009058837A1 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 B/E Aerospace, Inc. Ultra small air chiller for aircraft galley
US9062909B2 (en) * 2009-03-04 2015-06-23 B/E Aerospace, Inc. Wall-mounted point-of-use air chiller for aircraft galley cart compartment
ES2550655T3 (es) * 2009-03-20 2015-11-11 Axa Power Aps Una unidad de aire pre-acondicionado con módulos de refrigeración autónomos
CN201697247U (zh) * 2010-01-20 2011-01-05 广东申菱空调设备有限公司 水冷式飞机地面空调机组
US9527594B2 (en) * 2012-04-24 2016-12-27 Hamilton Sundstrand Corporation Condenser with recirculation air mixer
US10266276B2 (en) * 2013-03-14 2019-04-23 Textron Innovations, Inc. Integrated auxiliary power unit, starter-generator-motor, and vapor cycle cooling system for an aircraft
US9987902B2 (en) * 2013-08-29 2018-06-05 B/E Aerospace, Inc. Universal modular ducting for chilled aircraft galleys
US20150089968A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-02 B/E Aerospace, Inc. Aircraft air chiller with reduced profile
EP2921794B1 (en) * 2014-03-18 2020-06-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Air conditioner
CN104006469A (zh) * 2014-05-23 2014-08-27 西安工程大学 蒸发冷却与机械制冷联合的变风道节能空调机组
DE102015222193A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 Airbus Operations Gmbh Flugzeugklimaanlage mit einer Kabinenabluftturbine
CN105333576B (zh) * 2015-11-20 2018-05-01 广东美的制冷设备有限公司 空调器室外风机控制方法及装置
CN205606849U (zh) * 2016-04-14 2016-09-28 南阳市一通防爆电气有限公司 一种用于粉尘防爆控制柜的空调机组
US11739973B2 (en) 2018-08-20 2023-08-29 The Boeing Company Sound absorbing duct for environmental control system
US20230050364A1 (en) * 2019-12-31 2023-02-16 Gd Midea Air-Conditioning Equipment Co., Ltd. Window air conditioner

Also Published As

Publication number Publication date
CN114963597B (zh) 2024-02-23
CN114963597A (zh) 2022-08-30
US20220266660A1 (en) 2022-08-25
EP3998211A1 (en) 2022-05-18
US12065021B2 (en) 2024-08-20
WO2022175073A1 (en) 2022-08-25
EP3998211B1 (en) 2023-04-05
JP2024507255A (ja) 2024-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0647307B1 (en) Serpentine heat pipe in air conditioning systems
CN101876464A (zh) 窗式空调器
JP2000213849A (ja) 冷凍輸送車両
JPH06265256A (ja) 輸送冷凍装置
CN216049042U (zh) 三效热回收型混风式热泵烘干系统
CN111800983B (zh) 用于电子机柜的冷却系统和具有冷却系统的电子机柜
CN111964185A (zh) 制冷循环设备
KR20230147122A (ko) 항공기용 자립형 증기 사이클 냉동 시스템
JP2010014353A (ja) エジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニット
CN210407158U (zh) 一种可穿戴的制冷循环设备
CN208907676U (zh) 控制柜和空调机组
TW202103774A (zh) 除濕機
CN209197552U (zh) 用于色选机的散热装置和具有其的色选机
CN215638143U (zh) 高效型蒸发器
CN107940624A (zh) 除湿机
CN217715158U (zh) 空调器
CN218936516U (zh) 空调室外机
US20240159421A1 (en) Air conditioning apparatus
CN219014481U (zh) 空调室外机
CN110849171A (zh) 包括热交换器和其上安装有所述交换器的安装件的组件
CN219473815U (zh) 空调器
CN213395575U (zh) 一种室内空调器
CN218379665U (zh) 空调装置
CN215413316U (zh) 一种蒸发冷凝集成式换热器
CN214406346U (zh) 一种大数据机房用散热通风装置