具有減小輪廓的飛行器空氣制冷器的制造方法
【專利說明】具有減小輪廓的飛行器空氣制冷器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年10月I日提交的美國臨時專利申請61/885，388和于2014年9月30日提交的美國非臨時專利申請14/502，930的優(yōu)先權，上述申請的內容通過引用整體合并于此。
【背景技術】
[0003]在飛行時為乘客和機組人員提供食品和飲料是航空業(yè)中的習慣。根據(jù)飛行的持續(xù)時間，這項服務可以小到飲料和小吃至用于更長時間飛行的多種餐飲。為了在飛行器上儲存、準備和供應食物和飲料，需要對飛行器做出規(guī)定以便以適當?shù)姆绞桨踩鼐S持食物和飲料。對于易腐敗食物，這意味著在將保持產品新鮮且可食的環(huán)境中保存食物和飲料。在大多數(shù)情況下，這意味著一種制冷系統(tǒng)，其能夠存儲且冷凍食品和飲料直到它們準備被供應給乘客。
[0004]大型商用載客飛機主要使用兩種冷卻系統(tǒng)中的一種來將易腐敗的食物和不易腐敗的飲料維持在它們的最佳溫度下。為保存易腐敗食物并使得某些飲料和食物更加可口，冷凍是必要的，尤其是在長距離和超長距離飛行旅程期間。第一種冷卻系統(tǒng)利用基于標準蒸汽循環(huán)的空氣制冷器，所述空氣制冷器利用常規(guī)的制冷劑蒸汽壓縮和擴張技術來生成二次再循環(huán)的冷凍空氣回路。冷凍空氣通常經由熱絕緣空氣管道系統(tǒng)供給至合適的存儲結構(諸如廚房)并且從合適的存儲結構(諸如廚房)返回?？諝庵评淦骺梢晕挥趶N房內或鄰近地安裝在飛行器機身的另一部分中。
[0005]第二種類型的冷卻系統(tǒng)利用相同的常規(guī)制冷劑蒸汽壓縮和擴張技術，但冷卻介質是冷凍液體而不是空氣。冷凍液體具有更高的熱容量，但是要求更復雜的栗送和管道架構來操作該系統(tǒng)。冷凍液體在閉合回路中被栗送到合適的存儲結構(諸如廚房)并且從其中栗送回來。在一些情況下，冷凍液體被配置為用于整個飛行器的大型集中式系統(tǒng)。在其他情況下，冷凍液體可以在每個分離的廚房隔間處被循環(huán)以形成局部區(qū)域制冷環(huán)路，或者是基于每個獨立的廚房作為單獨的系統(tǒng)。在廚房處，液體經由控制閥和電子控制系統(tǒng)被傳遞到熱交換器，在熱交換器中電軸向(或其他)風扇吹送和抽吸空氣通過它的起源地(matrix)并且去到需要冷凍的存儲隔間(compartment)，例如廚房推車隔艙(bay)或冷藏隔間。熱交換器風扇及其控制系統(tǒng)(盡管不一定是全部)集合在一起以形成冷凍空氣再循環(huán)單元，該冷凍空氣再循環(huán)單元可以被組裝在廚房內或組裝在廚房上面或遠離廚房被組裝，或者組裝到廚房綜合設施。
[0006]這些不同的制冷器系統(tǒng)的一個缺點是它們占據(jù)了廚房內的大部分可用空間，顯而易見的是，這些空間在飛行器內是寶貴的。另外，制冷器趨于非常沉重，這也是它們用在飛行器上的缺點。還存在冷凝物收集和清除的問題，并且需要改進熱傳遞效率。因此，將有益的是擁有相對于目前正在使用的常規(guī)制冷器系統(tǒng)占用更少空間并且反映出重量減少的制冷器系統(tǒng)，其同時提供冷凝物收集和改進的熱傳遞效率。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明是改進的飛行器空氣制冷器單元，其重量比同類更輕并且具有減小的整體占用面積。這種緊湊式系統(tǒng)特別適用于飛行器廚房，飛行器廚房需要冷藏或冷卻飲料/食物推車和/或冷凍存儲隔間。本發(fā)明也特別有益于大型單通道飛行器廚房和使用點(POU)推車。本發(fā)明的制冷器位于在飛行器廚房的工作平臺下面的廚房隔間的側面處創(chuàng)建的空腔內。在優(yōu)選實施例中，制冷器采用現(xiàn)場可更換單元(“LRU”)的形式，也就是說在現(xiàn)場可以更換的組件。制冷器包含以豎直定向布置在殼體內的液冷式制冷劑蒸汽壓縮循環(huán)。沿上表面的多個軸向風扇將空氣抽吸到單元內，在單元內空氣被引入制冷劑蒸汽壓縮循環(huán)內。在可替換的實施例中，軸向風扇能夠被渦流型風扇代替。蒸汽循環(huán)包括在緊湊的豎直布置中的蒸發(fā)器、膨脹閥、液冷式冷凝器和壓縮機。冷凍空氣從單元的頂部再循環(huán)到單元的底部，消除了對制冷器后部處的空氣管道的需要。消除空氣管道使制冷器隔間的所需深度至少減小4英寸，這表示比現(xiàn)有制冷器單元明顯節(jié)省空間。制冷器優(yōu)選地利用快速斷開閥用于冷凝器冷卻液入口和出口，其進而被耦連到飛行器散熱器。顯示器被提供在單元上以用于控制溫度和該單元的其他操作。
[0008]制冷器的位置在廚房占用面積和重量減少以及冷凍空氣在圍繞安裝在工作平臺下面的手推車或推車的有效分布中發(fā)揮作用。
[0009]結合以示例的方式圖示說明本發(fā)明的操作的附圖，參照優(yōu)選實施例的以下詳細描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將會變得更顯而易見。
【附圖說明】
[0010]圖1是圖示說明本發(fā)明的制冷器的可能位置的飛行器廚房結構的透視圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的制冷器的第一實施例的組件的升高透視圖；
[0012]圖3是制冷器單元的元件的透視圖；以及
[0013]圖4是圖2和圖3的系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1示出了飛行器廚房結構框架的一部分，其中示出了新型制冷器單元相對于飲料推車隔艙的位置。廚房框架100包括在工作平臺110上方的多個隔間，其中工作平臺110上方的空間被保留用于各種食物供應設備，諸如咖啡機、冰箱、食物貯存室、器皿貯存室等。在工作平臺110下方是用于容納飲料推車(未示出)的一系列隔艙120，航空乘務員沿著飛行器的(多個)通道推動所述飲料推車以將食物和飲料帶給乘客。飲料推車被有意保持在允許保存在里面的飲料和易腐敗食物并且以可接受的溫度供應的溫度。為了使推車維持在適當?shù)臏囟龋评淦鲉卧?40位于指定的外圍隔間150內，該外圍隔間在上面和下面具有空氣通路以用于引導并接收來自隔艙120的空氣。每個隔艙120包括沿底部邊緣的開口 160，其中來自相鄰隔艙的冷凍空氣能夠穿過所述開口，或者在第一隔艙的情況下來自隔間150的冷凍空氣能夠穿過所述開口?？諝馊缂^170所示圍繞隔艙在每個隔艙中流動，并且當空氣變暖時返回外圍隔間150?？諝鈴母糸g150的頂部被吸回到制冷器140內，在制冷器中空氣被冷卻并且被再循環(huán)。制冷器140的緊湊性質及其豎直定向允許該單元被存放在與隔艙120相鄰的指定外圍隔間150內。此外，如下所述，消除制冷器140的后表面處的導管系統(tǒng)使隔間150的必要深度至少減小4英寸。
[0015]圖2和圖3示出了制冷器單元140，如下所述，其特別適用于商用飛行器的廚房。制冷器140被形成在殼體135內并且包括蒸汽循環(huán)制冷系統(tǒng)的基礎組件，包括壓縮機180、熱交換器185、液冷式冷凝器190和蒸發(fā)器195。暖空氣215通過制冷器140的頂部進入制冷器，并且被冷卻的空氣220通過底部開口 198離開制冷器，在底部開口處冷卻空氣被引導到廚房工作平臺110下方的隔艙120。作為空氣冷卻過程的一部分，被冷卻的“供給”空氣220被軸向風扇200傳遞通過蒸發(fā)器195和底部開口 198。液冷式冷凝器的液體冷卻系統(tǒng)被應用于循環(huán)冷卻劑，例如丙二醇水(“PGW”)，所述冷卻劑穿過液冷式冷凝器190并且進入收集冷卻劑