NO167644B - Varmeveksler og fremgangsmaate for oppvarming av et avisingsfluid for fly. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning og en fremgangsmåte for oppvarming av avisingsfluid for fly, ifølge kravinnledningene.

Varmevekslere nedsenket i tanker i mobile avisingsma-skiner for fly brukes til å oppvarme tiksotropiske og/eller pseudo-plastiske fluider, som klassifisert av Association of European Airlines som type II for avisingsfluid for fly. Type II-fluider er utsatt for forringelse eller nedbrytning av de egenskaper og kjennetegn som er ønskelig i avisings- eller antiisningsfluider for fly, når de utsettes for overdreven pumping eller ved utsettelse for overflater med høy temperatur, eller når de holdes ved lavere, men forhøyede temperaturer i lengre tid.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer en anordning for oppvarming av avisingsf luid for fly, i en mobil tank for avisingsf luid for fly, som kan tilpasses II-fluider, men som også kan oppvarme andre typer avisingsf luider for fly, og som fungerer både for oppvarming for slike fluider og frembringer en oppvarming av typen "engang igjennom" eller "siste passering" og som trenger en relativt kort oppvarmingstid for avisingsfluidet, og som videre er relativt enkel å bygge, betjene og vedlikeholde.

Disse, og andre egenskaper ifølge oppfinnelsen, og mange av dens tilhørende egenskaper, vil lettere fremgå etter en gjennomgåelse av den følgende beskrivelse i forbindelse med medfølgende tegninger, hvor fig. 1 viser en mobil avisingsmaskin for fly, med en anordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et fremre og bakre, vertikalt tverrsnitt av en av varmevekslerne tatt langs 2-2 på fig. 1, fig. 3 viser et tverrsnitt tatt langs 3-3 på fig. 2, fig. 4 viser et vertikalt tverrsnitt lik fig. 2, av en annen utførelse av oppfinnelsen, og fig. 5 er et vertikalt tverrsnitt, lik fig. 4 av enda en annen utførelse av oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en avisingsmaskin 10 for fly (vanligvis kort benevnt aviser), og omfatter et chassis 12 på hjul, på hvilket er montert en bom 14. En operatørkurv 16 er opphengt i enden 18 av bommen. Bommen kan svinges om en vertikal akse, og enden 18 av bommen hvor kurven 16 er opphengt, kan på kjent måte heves og senkes såvel samt forlenges og forkortes, noe som muliggjør innstilling av kurven i mange forskjellige stillinger i forhold til flyet som skal avises, for å underlette effektiv påføring av avisingsfluidet på flyets forskjellige flater. Styreanordninger 22 gjør det mulig for operatøren i kurven 16 å manipulere bommen 14. Sprøyteutstyr 20 er anordnet i kurven for bruk av operatøren for å fordele avisingsfluidet som pumpes fra tanken 24 gjennom passende rørledninger, og som delvis er ført ved siden av eller i bommen 14, til sprøyteutstyret 20.

For enkelhets skyld, er aviseren 10 vist med en fluidtank 24 hvor to oppvarmingsanordninger 26 og 28 er montert, men disse kan etter ønske monteres i enkelttanker. De to anordninger 26 og 28 er i det vesentlige identiske, hvorfor kun en beskrives. Et par elektriske eller hydrauliske motorer 30 og 32 er festet til toppen av tanken 24 og har propeller 34 og 36 festet til enden av de respektive drivaksler 38 og 40 på motorene

30 og 32. Som vist på figurene 2 og 3, er propellene 34 og 36 anbrakt over et spoleelement 42, som kan ha en finnet rørkon-struksjon lik en vanlig radiator for bil. En skjerm 44 er festet rundt den øvre omkrets av spoleelementet 42 og strekker seg til en forhøyning over propellene 34 og 36. Tanken 24 har fortrinnsvis en sadel-utforming, dvs. med to fremre og bakre fordypninger eller lommer, hvorav en er vist ved 46, med et spoleelement anbrakt i hver lomme, som best vist på fig. 3. En bærer 48, som er i det vesentlige U-formet i tverrsnitt og som er åpen fremme og bak, er festet til spoleelementet 42 og hviler på bunnen av lommen 46, for å bære spoleelementet 42 og dens påfestede skjerm 44. Tverrbredden av spoleelementet 42 er i det vesentlige den samme som tverrbredden av lommen 46, men har en fremre og bakre lengde som er mindre enn de tilsvarende dimensjoner av lommen 46, og som danner passasjer 50 og 52 hhv. fremme og bak på spoleelementet. Et par klaffer 54 og 56 er svingbart montert på spoleelementet 42 og strekker seg langs hhv. fremre og bakre nedre kant av spoleelementet 42. Den fremre klaff 54 vil, når den er svingt til stillingen vist ved den stiplede linje, effektivt stenge passasjen 50 og likeledes vil den bakre klaff 56 lukke passasjen 52. Stopptapper 58 og 60 er anbrakt på hhv. klaff 54 og 56 og begrenser dreiningen av klaffene til omtrent 90° ved å gripe inn i undersiden av spoleelementet 42 som vist med den

stiplede linje for klaffen 54 på fig. 2.

En inntaks- eller innsugningsledning 66, som er tilkoplet inntaket på en ikke vist pumpe, strekker seg gjennom sideveggen av lommen 46 og har dens åpne ende anbrakt nedenfor spoleelementet 42 og fortrinnsvis sentrert langs dens fremre og bakre ender. Denne pumpe forsyner avisingsfluid til sprøyteut-styret 20 i kurven 16, for påføring av avisingsfluidet. Spoleelementet 42 omfatter rørene 62 og 64 for å muliggjøre sirkulasjon av et varmt fluid gjennom spoleelementet. Det varme fluid kan være en gass, slik som f.eks. damp, eller en væske, slik som f.eks. vann, antifrostoppløsning, hydraulisk olje eller olje-koplings- eller transmisjonsfluid.

I oppvarmingsstillingen, med tanken 42 fylt med et kaldt avisingsfluid, er motorene 30 og 32 slått på, og vil få propellene 34 og 36 til å rotere. Propellbladenes stigning og rotasjonsretning er slik at avisingsfluidet strømmer ned og gjennom spoleelementet 42 som vist ved pilene på fig. 2. Den lille trykkforskjell som dannes av denne strøm, vil få klaffene 54 og 56 til å svinge oppover som vist på fig. 2, og avisingsfluidet strømmer opp gjennom passasjene 50 og 52 ved hver ende av spoleelementet 42. Varmen i det oppvarmede fluid som sirkule-rer gjennom rørene i spoleelementet 42, blir ført til avisingsfluidet ettersom det strømmer nedover mellom, og i kontakt med rørenes ytterflater i spoleelementet 42. Det oppvarmede avisingsfluidet strømmer deretter oppover i passasjene 50 og 52 hvor det blandes med kaldere avisingsfluid i tanken 24. Skjermen 44 sikrer en grundigere blanding. Ettersom denne prosess fortsetter, vil temperaturen i fluidet i tanken 24 stige. Propellene 34 og 36 vil røre, snarere enn pumpe avisingsfluidet, og deretter forårsake bare moderate skjærkrefter på avisingsfluidet, ved at bare en liten del av avisingsfluidet blir utsatt for slike krefter i relativt korte tidsrom. Spolene i elementet 42 utgjør en stor overflate for overføring av varme ved at temperaturen på overflaten er relativt lav, og lavere enn den temperatur som vil kunne forårsake skade på fluid av type II. Følgelig vil type II-fluider kunne oppvarmes uten vesentlig forringelse av deres egenskaper. Andre røreanordninger enn propeller kan anvendes så lenge som skjærkreftene utvirket på avisingsfluidet er relativt lave og avbrutte. I pumpe- eller sprøytestillingen, er motorene 34 og 36 slått av, slik at propellene 38 og 40 ikke drives, og den tidligere nevnte pumpe for utsuging av det oppvarmede avisingsfluid fra tanken 24, starter. Det oppvarmede avisingsfluid blir suget gjennom den åpne ende av sugeledningen 66 slik at det dannes undertrykk nedenfor spoleelementet. Dette lavere trykk sammen med en første tilbake- eller nedadgående strøm gjennom passasjene vil få klaffene 54 og 56 til å dreie til lukket stilling som vist stiplet på fig. 2, hvor passasjene 50 og 52 er blokkert. Det isolerte avisingsfluid umiddelbart nedenfor spoleelementet 42 vil ha en høyere temperatur enn hovedmengden av avisingsfluidet i tanken 24 på grunn av at det ikke ennå har blandet seg med det kaldere fluid i tanken, og på grunn av at tiden som fluidet er i kontakt med spoleelementet 42 er lenger, slik at mer varme blir overført til hver del av avisingsfluid som passerer der igjennom, idet strømmen nå bestemmes utelukkende av hastigheten som avisingsfluidet blir pumpet på igjennom røret 66 og utstøtt fra innretningen 20, er langsommere enn strømningshastigheten fra propellene. Således vil avisingsfluidet som rettes mot sprøyteinnretningen 20 i pumpestillingen, ha en temperatur som er vesentlig høyere enn hovedmengden av avisingsfluid i tanken 24. Den samme varmeveksler vil derfor tilveiebringe hovedoppvarming av avisingsf luidet såvel som en oppvarming av fluidet som en "siste passering". Hovedmengden av avisingsfluidet kan oppvarmes til, og holdes ved, en lavere holdetemperatur som minimerer fordampningstap og, med type II-fluider, minimerer forringelse, og temperaturen vil derfor heves til en mer effektiv avisingstemperatur like før påføring av avisingsfluidet til flyet.

Utførelsen vist på fig. 4 kan brukes med en tank 124 i en vanlig utførelse. Spoleelementet 142 som kan være lik elementet 42, er omsluttet på alle vertikale sider og båret av omslutningselement 170 som hviler på bunnen 125 av tanken 142. Elementet 170 plasserer spoleelementet 142 over bunnen 125 for å danne et omsluttet rom 172 mellom bunnen 125 og spoleelementet 142. Et par drevne propeller og 132 er anbrakt over spoleelementet 142, idet propellen 130 har en høyde og en rotasjonsretning som tvinger avisingsfluidet nedover, og propellen 132 er innrettet og drevet for å trekke fluidet oppover som vist av de heltrukne strømningslinjer. Et fordelingspanel 174 er anordnet i tanken 124 og anbrakt mellom de to propeller 130 og 132, men strekker seg Ikke helt over tanken 124, eller hvis den gjør det, noe som kan være fordelaktig som anslagsplate for å dempe fluidets bevegelse i tanken under transport, da må åpningene være anbrakt langs kantene nær tankens vegger for å tilveiebringe en grundig blanding og bevegelse av fluidet fra den ene side til den andre. Pumpens utsugingsrør 66 strekker seg gjennom bunnen 125 med dens åpne ende innenfor det omsluttede rom 172. Hoved-oppvarmingen av avisingsfluidet oppnås ved å drive begge propeller slik at fluidet strømmer nedover gjennom spoleelementet 142 til rommet 172, og deretter oppover gjennom spoleelementet 142, som vist av strømningslinjene. Fluidet blir derved ført to ganger over de oppvarmede spoler inn i spoleelementet, før det blandes med det kalde fluid i tanken. Hvis spoleelementet 142 er av rør-typen, f.eks. uten finner på rørene, er det ønskelig å inkludere et deleelement 175 inn i spoleenheten for å sikre at strømningsmønsteret for fluidet gjennom spoleelementet 142, blir som vist på fig. 4. I pumpestillingen, blir ikke propellene drevet, og fluidet blir trukket ut av rommet 172 gjennom den åpne ende av utsugningsrøret 66. Igjen er temperaturen på avisingsfluidet som pumpes, høyere enn temperaturen og hovedmengden av fluidet inn i tanken 124.

Utførelsen på fig. 5 omfatter et spoleelement 242 som er båret på veggelementer 270 på alle dens fire kanter. Hvert veggelement 270 er forsynt med svingbare lukkere 271 som kan stenge en åpning 273 i det tilsvarende veggelement. Et par drevne propeller 230 og 232 er opphengt over spoleelementet 242 med en skjerm 244 båret rundt omkretsen av spoleelementet 242, for å sikre grundig blanding av det oppvarmede fluid med den kaldere hovedmengde av fluidet. I oppvarmingsstilling, blir propellene 230 og 232 drevet og tvinger fluidet nedover og vil få lukkerne 271 til å åpne seg. Fluidet vil bli oppvarmet ettersom det passerer nedover over spoleelementene 242 og vil blande seg med det kaldere hovedfluid ettersom det strømmer ut gjennom lukkerne 271. I pumpestillingen vil propellene ikke bli drevet og pumpen vil suge fluid fra rommet nedenfor spoleelementet 242 som vil få lukkerne 271 til å stenges. "Siste passering"-oppvarming blir derfor tilveiebrakt for fluidet som blir pumpet ut gjennom røret 66 for å avise et fly.

I begge utførelser 1 figurene 1-3 og i fig. 5, kan klaffene 54 og 56 eller lukkerne 271 bli beveget av en utvendig kraft slik som f.eks. et solenoid eller en manuelt aktivert Bowden-kabel, hvis klaffene eller lukkerne ikke åpner seg tilstrekkelig bare på grunn av trykkforskjellen. Det er også

tenkt at en propell snarere enn to kan være tilstrekkelig i alle utførelser hvis utførelsen av spoleelementet kan tilpasses.

Claims (9)

1. Varmeveksler for en avisingsanordning, med en pumpe og en tank (24, 124) for avisingsfluid, omfattende et varmeelement (42) med en lukket bane gjennom hvilken et varmt fluid kan sirkuleres, en holdeanordning i tanken for varmeelementet, KARAKTERISERT VED at holdeanordningen (48, 170, 270), tanken og varmeelementet avgrenser et rom, at en anordning (34, 36, 130, 132, 230, 232) for omstrømning av avisingsfluidet i tanken er anordnet ved siden av varmeelementet (42), idet en motor driver strømningsanordningen for å bringe fluidet til å strømme forbi varmeelementet, og at en sugeledning fra pumpen er slik anordnet i rommet at i det vesentlige all fluid som strømmer gjennom ledningen når pumpen er i drift, må strømme forbi varmeelementet for å oppnå en siste oppvarming av avisingsf luidet før dette pumpes til avisingsanordningens sprøytepistol.

2. Varmeveksler ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at varmeelementet er ét spoleelement (42) med en lukket bane, gjennom hvilket det varme fluid kan sirkuleres.

3. Varmeveksler ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at strømningsanordningen er en propell (34, 36).

4. Varmeveksler ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at en skjerm er anordnet nedenfor strømningsanordningen og omslutter varmeelementet.

5. Varmeveksler ifølge krav 1-4, KARAKTERISERT VED at holdeanordningen har minst en passasje (50,52) som danner forbindelse mellom rommet (46,172) og tanken og at en klaff (54,56) er anordnet i passasjen og kan beveges mellom en åpen stilling hvor rommet står i forbindelse med tanken og en lukket stilling hvor forbindelsen er blokkert.

6. Varmeveksler ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at klaffen (54,56) er dreibart montert på holdeanordningen.

7. Varmeveksler ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at en anslagsplate (174,175) er anordnet på tvers av varmeelementet, at en strømningsanordning (130,132) er anordnet på hver side av anslagsplaten, idet en av strømningsanordningene bringer fluidstrømmen fra tanken mot varmeelementet og den andre strømningsanordning bringer fluidstrømmen fra rommet mot varmeelementet og tanken, og at fluidstrømmen ved denne bevegelse strømmer fra en side av anslagsplaten til den andre side.

8. Varmeveksler ifølge krav 1-4, KARAKTERISERT VED at tanken omfatter minst en nedsenket lomme (46), at varmeelementet (42) er anordnet i lommen (46) med en passasje (50,52) mellom lommens indre og varmeelementet og at en klaff (54,56) er dreibart festet til varmeelementet og lommen og bevegelig mellom en åpen stilling hvor rommet er forbundet med tanken via passasjen og en lukket stilling hvor passasjen er blokkert.

9. Fremgangsmåte for oppvarming av et avisingsfluid i en tank med et varmeelement hvor varmeelementets temperatur økes og avisingsfluidet oppvarmes til en på forhånd fastlagt holdetemperatur, KARAKTERISERT VED å bringe avisingsfluidet til å strømme mot varmeelementet og blandes med resten av avisingsfluidet, å øke temperaturen i den del av avisingsfluidet som har en temperatur over holdetemperaturen, kort før avising av et fly, ved å isolere denne del av avisingsfluidet og å bringe denne del til å strømme mot og forbi varmeelementet og å pumpe kun denne del fra tanken.