DISPOSITIVO DE CONTROL DE LA DEMANDA DE VENTILACION Y ACONDICIONAMIENTO DE AIRE DE UNA AERONAVE EN TIERRA.

Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra.

Proporciona un nuevo modo de funcionamiento ecológico que permite limitar la ventilación y acondicionamiento de aire en la cabina (3) de la aeronave, al detectar que se ha seleccionado un modo ecológico de funcionamiento, que la aeronave está posicionada en tierra, que los motores están parados y no se han actuado los medios de arranque de los motores, que los medios de alimentación neumática o los medios de alimentación eléctrica que convencionalmente incorpora la aeronave para realizar la ventilación y acondicionamiento de aire, han sido activados y están proporcionando aire, para proporcionar un nuevo funcionamiento según un mínimo establecido con independencia de la diferencia entre la temperatura seleccionada y la temperatura obtenida, ahorrándose energía, reduciéndose el nivel de contaminantes y el nivel de ruido

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200702560.

Solicitante: AIRBUS OPERATIONS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: CASADO MONTERO,CARLOS.

Fecha de Solicitud: 1 de Octubre de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 11 de Octubre de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B64D13/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA.B64D EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES DE VUELO; PARACAIDAS; DISPOSICIONES O MONTAJE DE GRUPOS MOTORES O DE TRANSMISIONES DE PROPULSION EN AERONAVES.B64D 13/00 Disposiciones o adaptaciones de aparatos de tratamiento de aire para la tripulación o pasajeros de aeronaves, o para la zona de carga (salas de tratamiento con climatización artificial para fines médicos A61G 10/02; aparatos respiratorios en general A62B; para vehículos en general B60H). › siendo el aire calentado o enfriado.

Clasificación PCT:

  • B64D13/06 B64D 13/00 […] › estando el aire acondicionado (presurización B64D 13/02).
  • F24F11/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24F ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE; HUMIDIFICACION DEL AIRE; VENTILACION; UTILIZACION DE CORRIENTES DE AIRE COMO PANTALLAS (retirada de suciedades o de humos de los lugares donde se han producido B08B 15/00; conductos verticales para la evacuación de humos de los edificios E04F 17/02; tapas para chimeneas o respiraderos, terminales para conductores de humos F23L 17/02; aparatos para generar iones para ser introducidos en gases no encerrados, p. ej. en la atmósfera, F23L 17/02). › Sistemas o aparatos de control o de seguridad.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra.

Objeto de la invención

La invención se refiere a un dispositivo que está previsto para efectuar el control de la demanda de ventilación y el acondicionamiento del aire de una aeronave cuando ésta se encuentra estacionada en tierra; y que tiene por objeto proporcionar un control de funcionamiento ecológico que puede ser actuado cuando la aeronave está estacionada en tierra, de manera que, el nuevo funcionamiento establece un límite mínimo óptimo de la demanda de ventilación y de acondicionamiento de aire, reduciendo al mínimo el consumo de energía, el nivel de contaminantes descargados a la atmósfera del aeropuerto y los niveles de ruido.

Antecedentes de la invención

Las actuales aeronaves comerciales típicamente incluyen dos o más elementos propulsivos, motores principales, y normalmente una unidad de potencia auxiliar (APU). Esta unidad de potencia auxiliar tienen como función la de proporcionar potencia eléctrica, neumática o ambas generalmente para su uso en tierra, funciones que son llevadas a cabo por los motores principales en el resto de operaciones del avión. Gran parte de las APUs pueden también suministrar estas potencias en vuelo generalmente enfocadas para reforzar la generación eléctrica y/o neumática cuando uno de los sistemas de generación falla.

Durante la operación en tierra y con el avión parado, el APU es utilizado para suministrar energía eléctrica y neumática durante las operaciones de repostaje, embarque y desembarque del pasaje, reabastecimiento de víveres y consumibles para los siguientes vuelos, carga y descarga, limpieza, tareas de mantenimiento de la aeronave, etc., sin olvidar la propia de arranque de los motores principales bien sea de forma eléctrica o neumática.

El sistema de ventilación y acondicionamiento de aire de cabina cuando se opera en tierra y estando los motores principales apagados, es alimentado neumáticamente por el APU o por los servicios de apoyo en tierra, para una aeronave de arquitectura más convencional. Pero convencionalmente también existen sistemas de ventilación y acondicionamiento de aire de cabina que pueden ser alimentados eléctricamente si el avión instala un sistema de generación neumática independiente de las plantas de potencia, motores y APU, demandando simplemente potencia eléctrica que puede ser suministrada por el APU o por los servicios de apoyo en tierra para el caso en el que la aeronave presente una arquitectura eléctrica.

Independientemente de cual es el sistema de generación neumática, el sistema de acondicionamiento demanda una cantidad de aire a renovar que se ajusta en función de la temperatura interior seleccionada (bien global de todo el avión o bien por sectores) y la real haciendo que la demanda sea menor cuanto más próximas se encuentren ambas, alcanzando una condición estacionaria cuando ambas temperaturas coinciden. Esta condición estacionaria, se corresponde a una señal de demanda constante siempre que no varíen alguno de los parámetros citados anteriormente, y será tanto más exigente de flujo cuanto mayor sea el calor que guarde el avión. Por ejemplo, típicamente la demanda del sistema de acondicionamiento neumático en cabina con el APU como suministrador neumático se hace bajo una señal de demanda que puede ir desde el 0% al 100%, cuando la diferencia entre temperatura de cabina seleccionada y la temperatura real es grande se establece una nivel de demanda alto cercano o igual al 100%, a medida que se acercan ambas temperaturas el nivel de demanda decrece hasta alcanzar un nivel de demanda de equilibrio fijándose en un valor siempre igual o inferior al inicial. Ese nivel de equilibrio será mayor cuando el calor a evacuar es elevado, como es el caso de días calurosos en los que se pretende bajar la temperatura; o cuando el calor a aportar es elevado, en el caso de días fríos en los que se pretende elevar la temperatura.

La señal de demanda se envía entre los controladores del sistema neumático de acondicionamiento y el controlador del APU.

La selección de la temperatura en cabina puede hacerse desde la cabina de pilotos o desde los diferentes paneles de control que se encuentran localizados a lo largo de la cabina de la aeronave y que son manipulados bien por la tripulación o por el personal de mantenimiento.

Cuando el nivel de demanda asciende, independientemente de que el generador de neumática sea el APU o los compresores neumáticos alimentados eléctricamente, supone un incremento de potencia que se traduce en un aumento del consumo de combustible para el sistema generador de potencia. Por ejemplo en el caso de que sea el APU la fuente de generación neumática, cuando la señal de demanda se incrementa un 10% hace que se incremente en igual medida el nivel de potencia a desarrollar por el APU y se traduce en un aumento de consumo de combustible y un incremento de ruido generado por el APU. En caso de compresores neumáticos alimentados eléctricamente, si la demanda se incremente un 10% la potencia eléctrica consumida por ellos se incrementa de igual manera y si es el APU la fuente de generación eléctrica el consumo de combustible por éste se incrementa, incrementando las emisiones contaminantes e incrementando igualmente el ruido generado.

Por consiguiente la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave está prevista para proporcionar el máximo confort, aun en el caso en el que se encuentre estacionada en tierra, situación que en la mayoría de los casos no se requiere del máximo confort en la ventilación y acondicionamiento de aire.

En el estado de la técnica no existe ningún dispositivo que permita limitar la ventilación y el acondicionamiento del aire de cabina en función de parámetros ambientales como la temperatura ambiente del exterior, la altura, o simplemente mediante un límite, de forma que se produzca una reducción del consumo de energía, del nivel de contaminantes descargados a la atmósfera del aeropuerto y del nivel de ruido generado.

Descripción de la invención

Para conseguir los objetivos y resolver los inconvenientes anteriormente indicados la invención ha desarrollado un nuevo dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento del aire de una aeronave en tierra, que al igual que los dispositivos convencionales precisa la conexión a medios de arranque de los motores, y que además ha de comprender medios de selección de temperatura en el interior de la aeronave, medios de medida de la temperatura en el interior de la aeronave y medios que pueden ser; bien medios neumáticos de acondicionamiento de aire, que están conectados a medios de alimentación neumática para suministrarles el aire; bien medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente, que están conectados a medios de alimentación eléctrica y también están conectados a los medios neumáticos de acondicionamiento de aire, para proporcionar a éstos últimos el aire mediante los medios compresores neumáticos, los cuales únicamente son alimentados eléctricamente por el dispositivo de la invención; o bien ambos; todo ello para gobernar la ventilación y acondicionamiento del aire de una aeronave proporcionalmente en función de la diferencia entre la temperatura seleccionada y la temperatura medida, tal y como se realiza en el estado de la técnica, según fue descrito en el anterior apartado.

La novedad de la invención radica en la incorporación de medios de selección de un modo ecológico de funcionamiento de ventilación y acondicionamiento de aire, medios de detección de selección del modo ecológico, medios de detección de posicionado de la aeronave en tierra, medios de detección de los motores de la aeronave parados, medios de detección de que los medios seleccionados entre los medios de alimentación neumática y los medios de alimentación eléctrica están activados, medios de detección de que se está proporcionando aire, medios de detección de actuación de los medios de arranque de los motores, de manera que además se incorporan medios de generación de una señal de funcionamiento en modo ecológico, que corresponde a un mínimo óptimo de demanda de ventilación y acondicionamiento de aire y que selectivamente se aplica a los medios de alimentación neumática, a los medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente y a los medios de alimentación eléctrica, todo ello cuando se selecciona el modo ecológico de funcionamiento, se ha detectado que la aeronave está posicionada en tierra, que los motores están parados...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, que precisa la conexión (12) a medios de arranque de los motores, y que comprende medios de selección de temperatura (6) en la cabina (3) de la aeronave, medios de medida de la temperatura (8) en la cabina (3) de la aeronave, medios seleccionados entre medios neumáticos de acondicionamiento de aire (2), que están conectados a medios de alimentación neumática, medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente (4) que están conectados a medios de alimentación eléctrica y a los medios neumáticos de accionamiento de aire (2); y combinación de los mismos, para gobernar la ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave proporcionalmente en función de la diferencia entre la temperatura seleccionada (6) y la temperatura medida (8), caracterizado porque comprende medios (5) de selección de un modo ecológico de funcionamiento de ventilación y acondicionamiento de aire, medios de detección (10, 10a) de selección del modo ecológico, medios de detección de posicionado de la aeronave en tierra (10, 10b), medios de detección de los motores de la aeronave parados (10, 10c), medios de detección (10, 10d) de que los medios seleccionados entre los medios de alimentación neumática y los medios de alimentación eléctrica están activados, medios de detección (10, 10e) de que se está proporcionando aire, medios de detección de actuación de los medios de arranque de los motores (13), y medios de generación (10) de una señal (16) de funcionamiento en modo ecológico, correspondiente a un mínimo óptimo de demanda de ventilación y acondicionamiento de aire, y que selectivamente se aplica a los medios de alimentación neumática, a los medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente y a los medios de alimentación eléctrica, cuando se ha seleccionado un modo ecológico de funcionamiento, se detecta que la aeronave está posicionada en tierra, se detecta que los motores están parados y no se han actuado los medios de arranque de los motores y se detecta que los medios seleccionados entre los medios de alimentación neumática y los medios de alimentación eléctrica, están activados y se está proporcionando aire, para gobernar la ventilación y acondicionamiento de aire según el mínimo establecido mediante la señal de funcionamiento en modo ecológico (16) con independencia de la diferencia entre la temperatura seleccionada (6) y la medida (8), ahorrando energía.

2. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicación 1, caracterizado porque la señal de funcionamiento en modo ecológico (16) es función de al menos un parámetro.

3. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicación 2, caracterizado porque el parámetro está seleccionado entre la temperatura exterior de la aeronave, la presión exterior (altura barométrica), y combinación de ambas.

4. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicación 1, caracterizado porque la sección de funcionamiento ecológico tiene un valor fijo previamente establecido.

5. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de alimentación neumática están seleccionados entre una unidad de potencia auxiliar APU (1) de la aeronave y los medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente (4).

6. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de alimentación eléctrica están seleccionados entre una unidad de potencia auxiliar APU (la) de la aeronave y una unidad de alimentación eléctrica externa la aeronave.

7. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de selección de un modo ecológico de funcionamiento de ventilación y acondicionamiento de aire, los medios de detección de posicionado de la aeronave en tierra, los medios de detección de los motores de la aeronave parados, los medios de detección de la actuación de los medios de arranque de los motores, los medios de detección de que los medios seleccionados entre los medios de alimentación neumática y los medios de alimentación eléctrica están activados, los medios de detección de que se está proporcionando aire, y los medios de generación de una señal de funcionamiento en modo ecológico están incluidos selectivamente en los medios neumáticos de acondicionamiento de aire, en los medios de alimentación neumática, en los medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente, en los medios de alimentación eléctrica, y combinación de los mismos.

8. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicación 7, caracterizado porque los medios de selección de un modo ecológico de funcionamiento están constituidos por un selector que selectivamente se conecta a dichos medios de generación de una señal de funcionamiento en modo ecológico mediante cableado, mediante una ethernet, y combinación de los mismos; y selectivamente está incluido en los medios de generación de una señal de funcionamiento en modo ecológico.

9. Dispositivo de control de la demanda de ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra, según reivindicación 1 caracterizado porque la temperatura interior de la nave está seleccionada entre una temperatura global y una temperatura por sectores.


 

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