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Die
Erfindung betrifft eine Verdampferanordnung für ein Klimasystem eines Flugzeugs,
sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Verdampferanordnung für ein Klimasystem
eines Flugzeugs.
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Besonders
in bedruckten Kabinen von Verkehrs- und Transportflugzeugen kann
die Luftfeuchtigkeit während
des Fluges absinken. Beispielsweise kann die Luftfeuchtigkeit auf
bis zu 3% relative Feuchte (% RH) bei Raumtemperatur absinken. Solch
eine geringe Luftfeuchtigkeit kann von Personen als unkomfortabel
angesehen werden.
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Um
den thermischen Komfort zu verbessern, kann die Kabinenluft teilweise
oder komplett befeuchtet werden. Die
US 5,359,692 A betreibt ein System, welches
elektrische Energie zum Verdampfen von Wasser verwendet. Die
US 4,272,014 A beschreibt
ein System, in dem Heißluft
verwendet wird, um Wasser zu verdampfen. Anschließend wird
bei diesem System der Wasserdampf mit der abgekühlten Luft vermischt und der
Klimaanlage zugeführt. Der
Nachteil dieser Systeme kann eine Erhöhung der Wärmelast in der Kabine durch
die Vermischung von Wasserdampf mit heißer Luft sein.
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Ferner
gibt es auf dem Prinzip der kalten Verdampfung basierende Luftbefeuchter,
wie beispielsweise den in der
US
5,595,690 A beschriebenen Membranbefeuchter. Die
EP 0 779 207 B1 beschreibt einen
Zerstäuber
und einen Verdampfer mit einem porösen Tropfkörper.
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GB 829 873 A betrifft
eine Temperatursteuerung und Bedruckung für ein Flugzeugcockpit, umfassend
zwei Verdampfer, wobei der zweite Verdampfer durch einen Bypassluftkanal
umgangen werden kann.
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GB 996 166 A betrifft
ein Kühl-
und Stromerzeugungssystem für
ein Flugzeug, welches einen Diffusor umfasst.
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GB 971 163 A betrifft
ein Kühlungssystem
für ein
Flugzeug, welches einen Temperatursensor aufweist.
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WO 91/12 990 A1 betrifft
ein System zur Konditionierung einer Arbeitsflüssigkeit, bei dem der Verdampfer
schräg
zur Flussrichtung des auftreffenden Luftstroms eingebaut ist.
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US 4 755 360 A betrifft
einen katalytischen Konverter zum Einbau in ein Luftkanalrohr, welcher aus
einer aufgewickelten Schicht paralleler Kanäle besteht.
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Insbesondere
im Flugzeugbau ist eine hohe Zuverlässigkeit der einzelnen Komponenten
erforderlich.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verdampferanordnung mit der
primären
Funktion der Luftbefeuchtung für
ein Klimasystem eines Flugzeugs anzugeben, das eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
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Die
obige Aufgabe wird mittels einer Verdampferanordnung für ein Klimasystem
eines Flugzeugs und eines Verfahrens zum Betreiben einer Verdampferanordnung
jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Der
Verdampfer ist in dem Hauptkanal derart angeordnet, dass ein Luftstrom
in dem Hauptkanal den Verdampfer durchströmt. Bei Bedarf kann der Bypasskanal derart
zuschaltet werden, dass zumindest ein Teil des Luftstroms an dem
Verdampfer vorbeigeführt
wird.
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Dies
ermöglicht
einen sicheren Betrieb der Verdampferanordnung dahingehend, dass,
wenn der Verdampfer beispielsweise durch Eiskristalle oder Verschmutzung
blockiert wird, der Luftstrom nach wie vor aufrechterhalten werden
kann, da er an dem verstopften Verdampfer vorbeigeführt wird.
Deshalb kann auch bei verstopftem Verdampfer das Klimasystem des
Flugzeugs Weiterbetrieben werden, wobei lediglich die Befeuchtung
der Luft wegfällt.
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Weiterhin
ist zwischen dem Hauptluftkanal und dem Bypassluftkanal ein Sicherheitsventil
angeordnet, das beim Überschreiten
eines vorbestimmten Drucks in dem Hauptkanal vor dem Verdampfer
den Bypassluftkanal zumindest teilweise freischaltet, so dass zumindest
ein Teil der Luft aus dem Hauptluftkanal um den Verdampfer herumgeführt wird.
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In
vorteilhafter Art und Weise kann dies einen automatischen Betrieb
gewährleisten,
ohne dass eine Betätigung
des Sicherheitsventils durch eine Bedienperson erforderlich ist.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in dem Luftkanal vor dem Verdampfer ein Diffusor
vorgesehen, der den Luftstrom derart formt, dass der Luftstrom Stromlinien
mit im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit aufweist.
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In
vorteilhafter Art und Weise kann dies eine möglichst homogene Belastung
des Verdampfers ermöglichen,
da die Stromlinien des auf den Verdampfer auftreffenden Luftstroms
im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit sind.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann zwischen dem Diffusor und dem Verdampfer ein
Gitter beispielsweise mit Honigwabenstruktur vorgesehen werden,
um die Strömung
des Luftstroms weiter gleichzurichten. Dies kann einen besonders
homogenen Luftstrom erzeugen, der auf den Verdampfer auftrifft.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Temperatursensor vorgesehen. Gemäß einem
Aspekt dieses Ausführungsbeispiels
ist der Temperatursensor in einer Flussrichtung des Luftstroms vor
dem Verdampfer angeordnet. Der Temperatursensor kann vorteilhaft zu
hohe Temperaturen in dem Luftstrom vor dem Verdampfer detektieren,
beispielsweise um eine Schädigung
des Verdampfers, des Klimasystems oder der Flugzeuginsassen zu vermeiden.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Verdampfer eine Durchströmungsrichtung auf. Die Durchströmungsrichtung
ist eine Richtung, in der der Verdampfer von Luft mit dem geringsten
Widerstand durchströmt
werden kann. Gemäß einem
Aspekt dieses Ausführungsbeispiels
ist der Verdampfer derart in dem Hauptluftkanal angeordnet, dass
die Durchströmungsrichtung
des Verdampfers nicht orthogonal zu der Flussrichtung des auf den
Verdampfer auftreffenden Luftstromes ist. In anderen Worten ist
der Verdampfer quer zur Luftstromrichtung angeordnet. Ein Winkel
zwischen der Durchströmungsrichtung
des Verdampfers und dem auf den Verdampfer auftreffenden Luftstrom
kann zwischen 0 und etwas weniger als 90° sein.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann auf dem Verdampfer ein Strömungsrichter mit einer Honigwabenstruktur
vorgesehen sein, um Stromlinien des Luftstroms in den Verdampfer
umzulenken. Dies ermöglicht
vorteilhaft eine homogene und gleichmäßige Ausnutzung des Verdampfers,
da der Luftstrom im Wesentlichen gleichmäßig über die Oberfläche des
Verdampfers in den Verdampfer eingeführt wird. Totzonen, d. h. Zonen,
in denen kein Luftstrom durch den Verdampfer hindurchgeführt wird,
können
vorteilhaft vermieden werden.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Verdampferanordnung ein Gehäuse auf.
Das Gehäuse
ist vorteilhaft schalldampfend ausgestaltet.
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Besonders
vorteilhaft kann dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung ermöglichen,
dass die Verdampferanordnung auf Positionen von Schalldämpfern integriert
werden kann. Der Schalldämpfer erfüllt gleichzeitig
eine isolierende Wirkung, so dass der Temperaturverlust über den
Verdampfer gering gehalten werden kann.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Verdampfer ein Direktverdampfer aus einem
saugfähigen,
porösen, anorganischen
Material, wie z. B. in anorganische Kleber eingebundene Glasfasern.
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In
vorteilhafter Art und Weise ermöglicht
dies einen soliden, leistungsfähigen
Verdampfer, der zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Klimasystem für ein Flugzeug, umfassend eine
Verdampferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Das Klimasystem
kann ferner Komponenten, wie beispielsweise eine Steuereinheit oder
verschiedene Mischer, aufweisen.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird ein Verdampferpad zur Anordnung in einem Direktverdampfer
in einem Klimasystem eines Flugzeugs angegeben. Das Verdampferpad
umfasst ein saugfähiges
Element mit einer Durchflussrichtung, welche, wie zuvor schon angesprochen,
die Richtung des saugfähigen
Elements ist, entlang der ein Luftstrom mit minimalem Widerstand
das saugfähige
Element durchfließen
kann. Das saugfähige
Element ist zur Anordnung in dem Direktverdampfer derart ausgestaltet,
dass die Durchflussrichtung nicht unbedingt orthogonal oder nicht unbedingt
senkrecht zu einer Flussrichtung einer auf das saugfähige Element
auftreffenden Luftströmung
ausgerichtet ist. Auch kann das saugförmige Element zur Anordnung
derart ausgestaltet sein, dass Luft beispielsweise mit einem Bypasskanal
an dem saugförmigen
Element vorbeiführbar
ist.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann auf dem saugfähigen
Element ein Strömungsrichter
mit einer Honigwabenstruktur angeordnet sein, um ein sauberes, gleichmäßiges Einlenken
der Luftströmung
in das saugfähige
Element zu ermöglichen.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Verdampferanordnung
für ein
Klimasystem eines Flugzeugs angegeben, wobei gemäß des Verfahrens der Verdampfer
in dem Hauptkanal derart betrieben wird, dass ein Luftstrom in dem Hauptluftkanal
den Verdampfer durchströmt.
Bei Bedarf, beispielsweise bei Verstopfung des Verdampfers durch
Eis oder Dreck, kann der Bypasskanal derart zugeschaltet werden,
dass zumindest ein Teil des Luftstroms an dem Verdampfer vorbeigeführt wird.
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Auf
diese Art und Weise kann vorteilhaft ein Betrieb des Klimasystems
bzw. der Verdampferanordnung auch bei einem verstopften Verdampfer
ermöglicht
werden.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird eine Temperatur des Luftstromes in Luftstromrichtung
vor dem Verdampfer gemessen. Diese Temperatur wird zur Temperatursteuerung
in dem Klimasystem angewendet.
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In
vorteilhafter Art und Weise kann dies eine Überhitzung verschiedener Komponenten
in dem Klimasystem vermeiden helfen.
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In
vorteilhafter Art und Weise ermöglicht
die Erfindung eine Befeuchtung einer Kabinenluft eines Flugzeugs
mittels eines Direktverdampfers und die Integration des Direktverdampfers
in das Klimasystem. Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung, dass
ein vorhandener Einbauraum optimal genutzt wird, bzw. das Bauhöhe und -breite
der Verdampferanordnung minimiert werden können. Vor allem kann gemäß der Erfindung
bei Anwendung in einem Flugzeug ein evtl. Druckverlust, insbesondere
bei einer eingeschränkten
Funktionalität
des Klimasystems, vermieden werden. Auch kann beispielsweise bei
einem Versagen oder Teilversagen des Verdampfers sichergestellt werden,
dass die Funktionalität
des Klimasystems nicht beeinträchtigt
wird. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung ermöglichen,
hohe Temperaturen zu detektieren und frühzeitig Gegenmaßnahmen
zu unternehmen. Solch hohe Temperaturen können an Teilen oder Komponenten
des Klimasystems auftreten.
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Im
Folgenden werden mit Verweis auf die angefügten Figuren vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
Erfindung weiter beschrieben.
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1 zeigt
eine schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Klimasystems
für ein
Flugzeug gemäß der Erfindung.
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2 zeigt
eine schematisierte Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel
einer Verdampferanordnung gemäß der Erfindung,
wie sie insbesondere in Klimasystemen für Flugzeuge angeordnet werden
kann.
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In
der folgenden Beschreibung der 1 und 2 werden
die gleichen oder sich entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet.
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1 zeigt
eine schematisierte Darstellung eines Klimasystems für ein Flugzeug
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Insbesondere zeigt 1 wie gemäß der Erfindung
ein Direktverdampfer in das Klimasystem eines Verkehrs- oder Transportflugzeugs
integriert wird. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet eine zentrale
oder dezentrale Mischereinheit 1, die zwei Luftströme miteinander
vermischt, die aus rezirkulierter Luft und Außenluft bestehen können. Gemäß einer
Variante dieses Ausführungsbeispiels
kann die Mischereinheit 1 auch ausgestaltet sein, zwei
rezirkulierende Luftströme
miteinander zu vermischen. Aus der Mischereinheit 1 treten
ein oder mehrere Luftströme 2 aus,
deren Temperatur mittels Zumischung von Warmluft 5 eingestellt
werden kann. Die Warmluft 5 kann beispielsweise aus der
Triebwerkszapfluft stammen. Zur Dosierung der Warmluft 5 ist
ein Ventil 4 vorgesehen. Das Ventil ist mit einer Steuereinrichtung
(in 1 nicht dargestellt) verbunden, die Temperaturdaten
aus der Kabine und von in Klimaräumen
installierten Temperatursensoren 6 und 10 auswertet
und die Ventilstellung den Temperatur-Ist- und Sollwerten anpasst.
Der Temperatursensor 6 ermöglicht vorteilhaft zu hohe
Temperaturen im Klimarohr, d. h. in dem Luftkanal, der zur Befeuchtereinheit 3 führt, zu
detektieren. Der Temperatursensor 6 ist, wie 1 zu
entnehmen ist, in der Flussrichtung des Luftstromes vor der Befeuchtereinheit 3 angeordnet.
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Der
weitere Temperatursensor 10, der in der Luftflussrichtung
nach der Befeuchtereinheit 3 im weiterführenden Luftkanal angeordnet
ist, ist neben der Temperaturmessung auch zur Luftfeuchtigkeitsmessung
ausgestaltet. Vorteilhaft kann der Temperatursensor 10 auf
diese Art und Weise zur Temperaturregelung eingesetzt werden, wenn
die Kabinentemperatur zu träge
reagiert.
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Die
Befeuchtereinheit 3, die beispielsweise als Direktverdampfer
ausgebildet sein kann, kann das zu verdampfende Wasser aus dem bordeigenen Frischwassersystem
oder einem separaten Wassersystem entnehmen. Um das Befeuchtungssystem diesbezüglich von
dem Wassersystem zu trennen, ist ein automatisches Absperrventil 7 vorgesehen,
welches einen Wasserfluss in einer Wasserleitung 8 zu der
Befeuchtereinheit 3 steuert. Vorteilhaft ist die Wasserleitung 8 zwischen
dem Absperrventil 7 und der Befeuchtereinheit 3 selbstdrainierend ausgestaltet.
Beispielsweise kann dies dadurch realisiert werden, dass ein Durchmesser
der Wasserleitung 8 groß genug ausgestaltet ist, z.
B. mindestens ein Zoll oder das Ventil 7 zum Entlüften der
Wasserleitung 8 ausgestaltet ist.
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Um
das gesamte Befeuchtungssystem oder Klimasystem, wie es in 1 zu
sehen ist, zu desinfizieren und ein Eintreten von Wasser in das
Klimasystem zu verhindern, ist die Befeuchtereinheit 3 an ein
Flugzeugdrainagesystem 9 angeschlossen. Um ein Zurückfließen des
Grauwassers und eine permanente Luftleckage des Klimasystems zu
verhindern, kann diesbezüglich
ein Schutzbauteil 14 in das Drainagesystem integriert werden.
Dieses Schutzbauteil 14 verhindert das Zurückfließen des
Grauwassers sowie eine permanente Luftleckage des Klimasystems.
Obwohl in 1 das Schutzbauteil 14 in
dem Drainagesystem, umfassend die Bauteile 9 und 14, integriert
ist (das gesamte Drainagesystem ist der Übersicht halber nicht in 1 dargestellt),
kann das Schutzbauteil 14 auch in der Befeuchtereinheit 3 angeordnet
oder integriert sein.
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Die
Bezugsziffer 13 bezeichnet einen Controller, der, wie 1 zu
entnehmen ist, mittels einer Leitung 11 mit dem Temperatursensor 10 verbunden ist.
Ferner kann der Controller 13 mittels der Leitung 12 mit
der Befeuchtereinheit 3 verbunden sein. Wie oben angegeben,
kann der Temperatursensor 10 auch zur Luftfeuchtigkeitsmessung
ausgestaltet werden, so dass der Controller 13 zur Steuerung
der Befeuchtereinheit 3 ausgebildet sein kann. Ferner kann der
Controller 13 mit dem Temperatursensor 6 verbunden
sein, mit dem Ventil 4, mit dem Ventil 7 und dem
Schutzbauteil 14 und die Funktion der einzelnen Elemente
steuern. Vorteilhaft steuert der Controller 13 den Betrieb
des Klimasystems derart, dass die Befeuchtung mittels einer geschlossenen
Regelschleife geregelt wird. Darüber
hinaus kann der Controller 13 mit einem Datensystem des
Flugzeugs verbunden sein (in 1 nicht
dargestellt) und beispielsweise Daten zur Anzeige im Cockpit weiterleiten.
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2 zeigt
eine schematisierte Schnittansicht durch eine Verdampferanordnung
gemäß der Erfindung,
wie sie beispielsweise auch in einem Klimasystem, wie in 1 gezeigt
ist, angewendet werden kann.
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Wie 2 zu
entnehmen ist, werden die von einer zentralen oder dezentralen Mischereinheit
zur Verfügung
gestellten Luftströme
in einem Luftkanal auf eine Verdampfereinheit oder Verdampferanordnung
zugeführt.
Der zuführende
Luftkanal weist einen Diffusor 16 auf, der beispielsweise
mittels einer Einschnürung
des Luftkanals ausgestaltet sein kann. In dem Luftkanal nach dem
Diffusor 16 ist der Temperatursensor 6 vorgesehen.
Der von dem Luftkanal zugeführte
Luftstrom wird dann durch einen Luftrichter oder ein Gitter 21 hindurchgeführt. Der
Diffusor 16 ist ausgestaltet, um Strömungslinien in dem Luftstrom zu
erzeugen, die im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit aufweisen.
Das Gitter 21, das beispielsweise eine Wabenstruktur aufweisen
kann, ist angeordnet, um die Strömungsgeschwindigkeiten des
Luftstroms weiter gleichzurichten bzw. weiter anzupassen. Auf diese
Art und Weise kann vorteilhaft erzielt werden, dass die Strömungslinien
zwischen dem Gitter 21 und einem Strömungsrichter 17 im
Wesentlichen parallel zueinander sind. Die Bezugsziffer 15 bezeichnet
einen Direktverdampfer, der in Strömungsrichtung hinter dem Strömungsrichter 17 angeordnet
ist. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Direktverdampfer eine
bevorzugte Durchlassrichtung auf, d. h. eine Richtung, in der ein
Luftstrom mit sehr geringem Widerstand durch den Direktverdampfer
hindurchfließen
kann. Diese Richtung ist gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht unbedingt orthogonal zu der Strömungsrichtung des Luftstroms,
der durch den Diffusor 16 und das Gitter 21 gerichtet
wird um lange Kontaktzeiten zwischen dem Volumenstrom und der Verdampferoberfläche. In 2 weisen
der Strömungsrichter
und der Direktverdampfer 15 in etwa einen Winkel von 20° zu der Flussrichtung
des Luftstroms auf. Gemäß der Erfindung
kann dieser Winkel zwischen 0° und
etwa 90° sein.
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Wie
mittels der Pfeile in 2 angedeutet, wird die aus dem
Direktverdampfer 15 ausströmende Luft in einen weiteren
Luftkanal geleitet und beispielsweise in die weiteren Elemente eines
Klimasystems oder direkt in die Kabine ausgeleitet.
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Die
Bezugsziffer 18 bezeichnet ein Sicherheitsventil. Das Sicherheitsventil 18 ist
zwischen dem Luftkanal zum Zuführen
des Luftstromes zu dem Luftbefeuchter 15 und einem Bypasskanal
angeordnet. Dies ermöglicht
beispielsweise, dass bei einem Verstopfen des Gitters 21,
des Strömungsrichters 17 oder
des Direktverdampfers 15 das Ventil 18 geöffnet werden
kann und die Luft um diese drei Elemente herumgeführt werden
kann.
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Der
Direktverdampfer 15 kann aus einem saugfähigen Material
ausgestaltet sein, das beispielsweise den hygienischen und sicherheitsrelevanten
Anforderungen im Flugzeugbau entspricht. Beispielsweise kann solches
Material ein herkömmliches
anorganisches Material, wie z. B. in anorganische Kleber eingebundene
Glasfasern, sein. Der Direktverdampfer 15 kann aber auch
aus polymeren oder metallischen Komponenten ausgestaltet sein. Überdies
können
polymere Werkstoffe, welche schwer brennbar, temperaturbeständig und
biologisch nicht abbaubar sind, verwendet werden. Eine poröse Verdampferstruktur
des Direktverdampfers 15 weist vorteilhaft Strömungskanäle von 0,5
bis 2 cm Durchmesser auf, die nicht zwangsweise orthogonal zur Eintrittsfläche verlaufen
müssen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist der Direktverdampfer 15 schräg zur Durchströmungsrichtung
angeordnet. In anderen Worten ist das saugfähige Material des Direktverdampfers 15 quer
zur Durchströmungsrichtung
angeordnet. Dies ermöglicht
einen sehr platzsparenden Aufbau der Verdampfungsanordnung sowie
eine einfache Integration in das Klimasystem. Überdies ermöglicht vorteilhaft der schräge Einbau,
dass eine Querschnittsfläche
des Direktverdampfers bzw. der Verdampfereinheit sehr groß ist, wodurch
die Strömungsgeschwindigkeit
des dadurch fließenden
Luftstromes verringert wird und somit eine Gefahr des Mitreißens von
Partikeln oder Tropfen verringert wird.
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Wie
zuvor schon angedeutet, kann am Eingang des Befeuchters ein Diffusor 16 angeordnet sein,
der die Strömungsgeschwindigkeit
des Luftstromes verlangsamt und gleichrichtet, um die vorhandene
Oberfläche
des Direktverdampfers 15 optimal auszunützen. Vorteilhaft ermöglicht die
Anordnung des Diffusors 16 mit oder ohne dem Gitter 21 eine Vermeidung
von ungleichen Strömungsgeschwindigkeiten,
die zu Kurzflussströmungen
im vorderen Einlaufbereich und zu Staugebieten im hinteren Bereich des
Direktverdampfers 15 führen
können.
Insbesondere kann mittels Anordnung des Diffusors 16 und des
Gitters 21 vermieden werden, dass sich Totbereiche, beispielsweise
in dem spitzen Winkel im Endbereich des Direktverdampfers 15,
ausbilden (im Bereich der Bezugsziffer 17).
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Gemäß der Erfindung
ist ein Temperatursensor 6, beispielsweise ein Heißlufttemperatursensor, hinter
dem Diffusor 16 angeordnet. Vorteilhaft kann dies ermöglichen,
dass eine Übertemperatur
des zugeführten
Luftstromes sicher detektiert werden kann. Besonders bei einer Heißlufteinspeisung
kurz vor dem Verdampfer (wie beispielsweise die Leitung 5, die
kurz vor der Verdampferanordnung in den Luftkanal einmündet) ist
die Anordnung des Temperatursensors zwischen dem Diffusor und dem
Direktverdampfer 15 vorteilhaft, da eine Vermischungsstrecke zwischen
der zugeführten
Heißluft
und dem Luftstrom sehr kurz ist.
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Um
eine weiter verbesserte Durchströmung der
porösen
Oberfläche
des Direktverdampfers 15 zu erreichen, ist vor dem Direktverdampfer 15 eine
Honigwabenstruktur 17 mit ca. 2 cm Wabendurchmesser und
1 bis 2 cm Tiefe vorgesehen. Es ist darauf hinzuweisen, dass auch
andere Geometrien als Honigwaben möglich sind. Die Wabenstruktur
lenkt die Stromlinien des Luftstromes an der scharfen Kante schlagartig
um und führt
den Luftstrom durch die poröse
Verdampferstruktur, d. h. durch den Direktverdampfer 15.
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Das
zuvor schon angesprochene Sicherheitsventil 18 kann beispielsweise
mittels einer kalibrierbaren federbelasteten Klappe ausgestaltet
werden. Diese soll im Falle einer Verstopfung der porösen Verdampferstruktur,
d. h. einer Verstopfung des Gitters 21 oder besonders bei
der Verstopfung des Strömungsrichters 17 oder
des Direktverdampfers 15, die sicherheitsrelevante Funktion
der Kabinenluftversorgung aufrechterhalten. Dafür kann beispielsweise die Klappe 18 ausgestaltet
sein, bei Erreichen eines gewissen Drucks in dem Luftkanal den Bypasskanal
freizuschalten, so dass die Luft um die Elemente 15, 17 und 21 herumgeführt wird.
Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass die Luft nicht durch
den Direktverdampfer 15 hindurchströmen muss.
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Eine
Verstopfung kann beispielsweise durch mit der Außenluft eingebrachtes Fremdmaterial,
wie z. B. Plastikplanen, erfolgen, aber auch durch aus der Mischereinheit
austretenden Schnee oder Eis. Vor allem am Boden an heißen und
feuchten Tagen kann es vorkommen, dass aus der Mischereinheit Schnee austritt,
der in ungünstigen
Fällen
den Verdampfer verstopfen könnte.
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Vorteilhaft
kann das Gitter 21 mit der Wabenstruktur schon derart ausgestaltet
sein, dass es neben der Gleichrichtung der Strömung auch einen zusätzlichen
mechanischen Schutz des Direktverdampfers 15 herstellt.
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Gemäß der Erfindung
weist die Verdampferanordnung ein Gehäuse 19 auf, in dem
eine Wartungsklappe 20 vorgesehen ist. Sowohl das Gehäuse 19 als
auch die Wartungsklappe 20 können mit einem Schallschutz
versehen. Auf diese Art und Weise wird ermöglicht, dass die Verdampferanordnung
auf Positionen von Schalldämpfern
integriert werden kann. Die Schalldämmung kann gleichzeitig eine
isolierende Wirkung aufweisen, so dass ein Temperaturverlust über der
Verdampfungsanordnung gering gehalten werden kann. Es ist jedoch
auch darauf hinzuweisen, dass Ausführungen denkbar sind, bei der
die Verdampferanordnung nur auf einer Seite mit einem Schalldämpfer oder
einer Wärmeisolierung
versehen werden kann.
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Die
Wartungsklappe 20 kann vorteilhaft ein einfaches Austauschen
des Direktverdampfers 15 und anderer Bauteile ermöglichen.
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Wegen
der sehr engen Einbausituation in der Umgebung von der Mischereinheit
können
auch zwei oder mehrere Temperaturzonen in einer gemeinsamen Verdampfereinheit
integriert werden. Hierbei sind vorteilhaft die zu befeuchtenden
Volumenströme voneinander
getrennt und z. B. übereinander
oder untereinander oder nebeneinander angeordnet. Diese Kombination
von Temperaturzonen in einer Einheit birgt den Vorteil, dass die
Anzahl der mechanischen und hydraulischen Schnittstellen verringert wird.
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Gemäß der Erfindung
kann damit ein Klimasystem bzw. eine Verdampferanordnung angegeben werden,
die in der Lage sind, Luftfeuchtigkeiten von 20 bis 60% RH bei Raumtemperatur
zu erzeugen, ohne weitere Wärmelast
in die Kabine zuzuführen. Durch
die Erhöhung
der Luftfeuchtigkeit kann die thermische Behaglichkeit der Kabinenluft
während des
Fluges verbessert werden.
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Vorteilhaft
kann die Verdampferanordnung gemäß der Erfindung
in ein Klimasystem zur Bildung eines erfindungsgemäßen Klimasystems
integriert werden. Vorteilhaft ermöglicht dies eine Reduzierung des
Einbauraums, wodurch auch Höhe
und Breite minimiert werden können.
Durch das Vorsehen des Bypasskanals kann darüber hinaus eine sehr sichere Anordnung
angegeben werden, da auch bei einer Funktionsstörung des Direktverdampfers
eine Funktionalität
des gesamten Klimasystems nicht beeinträchtigt wird.
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Obwohl
die Erfindung anhand einer Befeuchteranordnung in einem Klimasystem
für ein
Flugzeug beschrieben worden ist, ist darauf hinzuweisen, dass die
vorliegende Erfindung auch im Fahrzeugbau allgemein Anwendung finden
kann.