專利名稱：飛機(jī)電子部件的多級(jí)冷卻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機(jī)中電子部件和電子組件，特別是電子娛樂(lè)系統(tǒng)，的多級(jí) 冷卻。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代客機(jī)中，電子娛樂(lè)系統(tǒng)是為飛機(jī)乘客提供的舒適度的基本部分。 有待由娛樂(lè)電子器件滿足的需求取決于日益增加的更為有效的電子部件、電 子組件和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所伴隨的高功率密度導(dǎo)致產(chǎn)生不斷增加的廢熱量，為 了確保娛樂(lè)電子器件能夠長(zhǎng)時(shí)間操作，這些廢熱必須被移除。
現(xiàn)代電子系統(tǒng)，特別是飛機(jī)的娛樂(lè)系統(tǒng)，需要非常大量的空氣來(lái)冷卻這 些系統(tǒng)，以致這些空氣不能總是從周圍的裝有空調(diào)的乘客機(jī)艙中移除。為了 冷卻電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)，在現(xiàn)有技術(shù)中例如使用長(zhǎng)通風(fēng)道來(lái)向飛機(jī)電子系統(tǒng) 供應(yīng)適量的冷空氣，并將熱空氣從飛機(jī)電子系統(tǒng)中移除。這些長(zhǎng)通風(fēng)道很難 被安裝在飛機(jī)中，原因在于其必須具有特定的最小彎曲半徑，并且由于其相 對(duì)較大的橫截面而必須占用可用于其它飛機(jī)部件的空間。
還已知的用于飛機(jī)的娛樂(lè)電子器件的冷卻系統(tǒng)從艙底區(qū)域或者載貨區(qū) 域吸取空氣來(lái)冷卻飛機(jī)的娛樂(lè)系統(tǒng)。然而，這些未裝有空調(diào)的區(qū)域具有依賴 于環(huán)境空氣溫度的缺點(diǎn)。當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，在艙底區(qū)域和載貨隔間中的空 氣溫度會(huì)顯著上升。
飛機(jī)電子系統(tǒng)的部件可能因高的工作溫度而損壞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種飛機(jī)電子系統(tǒng)的有效冷卻。
一種用于飛機(jī)電子系統(tǒng)，特別是電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)，的多級(jí)冷卻系統(tǒng)，
5包括排放熱的至少一個(gè)電子部件。該飛機(jī)電子系統(tǒng)還包括閉式回路，該閉式回^各與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在該閉式回^各中，以將熱從所述至少一個(gè)電子部件帶到熱交換器。所述熱交換器適于將由所述內(nèi)部冷卻劑供應(yīng)的熱傳遞到外部冷卻劑，該外部冷卻劑從所述飛機(jī)電子系統(tǒng)外部的
源流動(dòng)和/或循環(huán)通過(guò)所述熱交換器到所述飛機(jī)電子系統(tǒng)外部的匯(sink)。所述飛機(jī)電子系統(tǒng)的所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑從所述熱交換器沿所述至少一個(gè)電子部件的方向流動(dòng)。所述飛機(jī)電子系統(tǒng)的所述至少一個(gè)部件因而被多級(jí)冷卻系統(tǒng)冷卻，其中所述熱交換器可以與 一個(gè)飛機(jī)電子系統(tǒng)精確相關(guān)。這種多級(jí)特征源于多個(gè)冷卻回路的使用。
一般而言，最初被預(yù)想到的是，使用多級(jí)冷卻系統(tǒng)來(lái)冷卻飛機(jī)電子系統(tǒng)可能引起飛機(jī)結(jié)構(gòu)上重量增大的特定缺點(diǎn)。然而，令人驚訝且明顯的是，根據(jù)飛機(jī)的尺寸和安裝的飛機(jī)電子系統(tǒng)的數(shù)量，反而甚至可以實(shí)現(xiàn)重量減輕，這是因?yàn)槭÷粤碎_(kāi)始提及的長(zhǎng)通風(fēng)道。這種閉式內(nèi)部回路特別有利于有效冷卻，這使得飛機(jī)的致冷設(shè)備能夠具有較d、的設(shè)計(jì)。
由于內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在閉式回路中，所以灰塵不會(huì)被冷卻劑帶入飛機(jī)電子系統(tǒng)中。這增大了電子飛機(jī)電子系統(tǒng)的功能可靠性。如果飛機(jī)電子系統(tǒng)故障，則可防止外部冷卻劑的污染。使用外部冷卻劑冷卻的其它飛機(jī)部件的故障安全性從而也被增大。而且，飛機(jī)電子系統(tǒng)及其冷卻的熱行為能夠獨(dú)立于飛機(jī)的其它冷卻設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。
該飛機(jī)電子系統(tǒng)可被設(shè)置在電子器件機(jī)艙，即所謂的機(jī)架中。該飛機(jī)電子系統(tǒng)可被定位在封閉容器中。所述熱交換器可被設(shè)置在用于所述飛機(jī)電子系統(tǒng)的所述容器內(nèi)部或外部。
內(nèi)部冷卻劑在熱交換器中由流動(dòng)通過(guò)該熱交換器的外部冷卻劑來(lái)冷卻。內(nèi)部冷卻劑因此被主動(dòng)冷卻。內(nèi)部冷卻劑的閉式回路可代表內(nèi)部冷卻回路。內(nèi)部冷卻回路可包括作為唯一熱匯(heat sink)的熱交換器。因此，內(nèi)部冷卻劑不會(huì)經(jīng)過(guò)致冷機(jī)的蒸發(fā)器或類似部件。外部冷卻劑能夠循環(huán)在一閉式回路中，該閉式回路可形成外部冷卻回路。外部冷卻劑能夠被主動(dòng)冷卻。在閉式外部冷卻回路的情況下，用于外部冷卻劑的泵或者冷卻系統(tǒng)可以被同時(shí)認(rèn)為是源和匯。
內(nèi)部冷卻劑的溫度可不用于外部冷卻劑的溫度。飛機(jī)電子系統(tǒng)從而能夠總是被保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，而與外部冷卻劑的溫度無(wú)關(guān)。而且，可防止在飛機(jī)電子系統(tǒng)內(nèi)因可能非常冷的外部冷卻劑而形成高溫度梯度。
所述閉式回路可與多個(gè)電子部件熱偶合，以使所述內(nèi)部冷卻劑能夠冷卻多個(gè)電子部件。
所述內(nèi)部冷卻劑可為氣體。所述內(nèi)部冷卻劑可基于自然對(duì)流或基于強(qiáng)制對(duì)流而循環(huán)。強(qiáng)制對(duì)流可例如由風(fēng)扇產(chǎn)生。如果內(nèi)部冷卻劑為氣體，那么在飛機(jī)電子系統(tǒng)故障的情況下，由于氣體內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在閉式回路中，并且飛機(jī)電子系統(tǒng)位于封閉容器中，所以煙塵不能進(jìn)入機(jī)艙。
由于氣體內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在閉式回路中，可防止在電子部件處和/或在飛機(jī)電子系統(tǒng)內(nèi)部形成凝結(jié)水。氣體內(nèi)部冷卻劑優(yōu)選具有低空氣濕度。
內(nèi)部冷卻劑可為液體，并且可基于自然對(duì)流或基于強(qiáng)制對(duì)流而循環(huán)。強(qiáng)
制對(duì)流可由泵來(lái)保證。液體冷卻劑可通過(guò)電子組件的印刷電路板圍繞各個(gè)部件流動(dòng)，和/或冷卻劑可完全或部分地流動(dòng)通過(guò)容器，以使冷卻劑圍繞電子部件流動(dòng)。除此之外，還可以將電子組件設(shè)置在液體流動(dòng)通過(guò)的主體上。這
樣做的優(yōu)點(diǎn)在于這樣的事實(shí)當(dāng)電子組件被更換時(shí)，內(nèi)部冷卻劑的回路不必被打開(kāi)。可應(yīng)用于本發(fā)明的用于冷卻電子組件的另外的可能被描述在DE 102006 041 788.7或相應(yīng)的國(guó)際申請(qǐng)中，其內(nèi)容通過(guò)引用包括于此。本申請(qǐng)人明確地保留旨在申請(qǐng)保護(hù)本申請(qǐng)的內(nèi)容與DE 10 2006 041 788.7的內(nèi)容的組合的權(quán)利。
內(nèi)部冷卻劑在流動(dòng)通過(guò)冷卻回路時(shí)可總是為氣體或者為液體狀態(tài)。然
及^v液體改變?yōu)闅怏w。
優(yōu)選地，所述內(nèi)部冷卻劑的所述回路能夠連接到供給管路，另外的冷卻劑通過(guò)該供給管路能夠從外部供應(yīng)到所述閉式回路中，以冷卻所述至少一個(gè)能夠冷卻所述至少一個(gè)電子部件。可以提供用于打開(kāi)內(nèi)部冷卻劑回路的閥。如果內(nèi)部冷卻劑回路的風(fēng)扇或者泵故障，則在飛機(jī)電子系統(tǒng)中不會(huì)發(fā)生強(qiáng)制對(duì)流。這可導(dǎo)致飛才幾電子系統(tǒng)的故障。在這種情況下，可以打開(kāi)前述閥，以使作為另外的冷卻劑的外部冷卻劑來(lái)冷卻部件。如果外部冷卻劑或熱交換器故障，可使用從外部供應(yīng)的另外的冷卻劑。
所述外部冷卻劑可循環(huán)在與液體冷卻系統(tǒng)相連以冷卻所述外部冷卻劑的回^各中。在此情況下，外部冷卻劑可為液體。液體外部冷卻劑的優(yōu)點(diǎn)在于，由于液體冷卻劑比氣體冷卻劑可移除顯著較多的熱，所以用于外部冷卻劑的管路僅需要相對(duì)較小的橫截面。集中式液體冷卻系統(tǒng)或多個(gè)分散式液體冷卻系統(tǒng)可被提供在飛機(jī)中。
如果外部冷卻劑為液體，則內(nèi)部冷卻劑可為氣體或液體，在此情況下液體冷卻劑是優(yōu)選的，以在故障的情況下，使外部冷卻劑可用于冷卻所述至少一個(gè)部件。如前所述，內(nèi)部冷卻劑可具有高于外部冷卻劑的溫度，以使飛機(jī)電子系統(tǒng)的部件處于適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，并且防止在飛機(jī)電子系統(tǒng)內(nèi)形成高溫度梯度。如果使用液體冷卻系統(tǒng)，則飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)可具有較小的尺寸。
外部冷卻劑在流動(dòng)通過(guò)冷卻回路時(shí)可總是為氣體或者為液體狀態(tài)。然
及/人液體改變?yōu)闅怏w。
液體外部冷卻劑和/或液體內(nèi)部冷卻劑可在才喿作過(guò)程中由來(lái)自飛才幾的水系統(tǒng)(例如，新鮮水系統(tǒng))的水來(lái)代替。為此目的，所述液體內(nèi)部冷卻劑循
能夠連接到所述飛機(jī)的水系統(tǒng)。從而可以彌補(bǔ)泄漏，在飛行中亦可彌補(bǔ)泄漏，并且飛機(jī)的電子設(shè)備，特別是飛機(jī)電子系統(tǒng)，能夠繼續(xù)操作。代替所述內(nèi)部和/或外部冷卻劑的水中可混合有添加劑。
外部冷卻劑可^f吏用吸附冷卻系統(tǒng)來(lái)冷卻。為此目的，外部冷卻劑流動(dòng)通
過(guò)的所述熱交換器優(yōu)選被連接到吸附冷卻系統(tǒng)。多個(gè)分散式吸附冷卻系統(tǒng)可
8^皮4是供在飛^U中。DE 10 2006 054 560.5或相應(yīng)的國(guó)際申請(qǐng)7>開(kāi)了一種用于飛機(jī)的吸附冷卻系統(tǒng)，其內(nèi)容通過(guò)引用包括于此。上述申請(qǐng)所描述的吸附冷卻系統(tǒng)可用于本發(fā)明。本申請(qǐng)人明確地保留旨在申請(qǐng)保護(hù)本申請(qǐng)的內(nèi)容與DE 10 2006 054 560.5的內(nèi)容的組合的權(quán)利。
所述外部冷卻劑可為新鮮水。該新鮮水可從新鮮水罐流動(dòng)到廢水罐中。新鮮水還可從新鮮水罐流動(dòng)到用于被加熱的新鮮水的罐中。該新鮮水可被用做冷卻劑，特別是在用于外部冷卻劑的液體冷卻系統(tǒng)或吸附冷卻系統(tǒng)失效的緊急情況下。新鮮水可在流動(dòng)通過(guò)熱交換器且再次返回到新鮮水罐之后由另外的冷卻系統(tǒng)冷卻。用于提高冷卻特性的添加劑可被添加到用作冷卻劑的新鮮水中。如果所述的液體不能導(dǎo)熱，或者內(nèi)部回路裝備有所述組件安裝于其上的板形熱交換器，則上述閥也可在緊急情況下打開(kāi)，以使新鮮水直接冷卻
飛電子系統(tǒng)的部件和/或組件。
所述外部冷卻劑可為氣體。例如空氣可用作外部冷卻劑。如果外部冷卻劑為氣體，則內(nèi)部冷卻劑優(yōu)選同樣為氣體。如果內(nèi)部冷卻劑的強(qiáng)制對(duì)流失效，在這種情況下，前述閥可被打開(kāi)，以使所述外部冷卻劑冷卻所述至少一個(gè)電子部件。內(nèi)部冷卻劑的溫度可不同于外部冷卻劑的溫度。內(nèi)部冷卻劑可具有高于外部冷卻劑的溫度，以使飛機(jī)電子系統(tǒng)的電子部件處于最佳溫度范圍內(nèi)，并且在飛機(jī)電子系統(tǒng)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)高的溫度梯度。外部冷卻劑可處于比環(huán)境高的壓力下。
本發(fā)明還涉及一種飛機(jī)電子系統(tǒng)，其具有排放熱的至少 一個(gè)電子部件和閉式電路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在該閉
式回路中，以將熱從所述至少一個(gè)電子部件帶到珀耳帖元件(Peltierelement)。該飛機(jī)電子系統(tǒng)的所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑從所述珀耳帖元件沿所述至少 一個(gè)電子部件的方向流動(dòng)。在該飛才幾電子系統(tǒng)中，所述珀耳帖元件形成熱交換器。該珀耳帖元件被連接到飛機(jī)的電源，以能夠基于電流的流動(dòng)產(chǎn)生冷卻。
本發(fā)明還涉及一種飛機(jī)電子系統(tǒng)，其具有排放熱的至少一個(gè)電子部件和閉式電路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個(gè)電子部件帶到具有壓縮器、冷凝器和蒸發(fā)器的致冷機(jī)的熱交換器。該飛機(jī)電子系統(tǒng)的所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑^Mv所述致冷^/L沿所述至少 一個(gè)電子部件的方向流動(dòng)。外部冷卻劑因
發(fā)器。致冷機(jī)可與一個(gè)或者多個(gè)飛機(jī)電子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明的實(shí)施例和被冷卻的飛機(jī)電子系統(tǒng)通過(guò)以下參照附圖的示例來(lái)闡釋。本申請(qǐng)人明確地保留旨在申請(qǐng)保護(hù)以下描述的任何被冷卻的飛機(jī)電子系統(tǒng)的權(quán)利。本申請(qǐng)人還保留旨在申請(qǐng)保護(hù)以下描述的飛機(jī)電子系統(tǒng)或其冷卻的組合的權(quán)利。
附圖中
圖1示出利用被主動(dòng)冷卻的氣流來(lái)冷卻的電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)；
圖2示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)包括包含空氣的閉
式內(nèi)部冷卻劑回^各；
圖3示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中內(nèi)部冷卻劑的閉式回^各可凈皮打開(kāi)，以
使電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)能夠利用從外部供應(yīng)的冷卻劑冷卻；
圖4示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中內(nèi)部冷卻劑為液體，且電子飛機(jī)娛樂(lè)
系統(tǒng)的組件被設(shè)置在板形熱交換器上；
圖5示出本發(fā)明的具有熱交換器的一實(shí)施例，其中內(nèi)部冷卻劑為液體；圖6示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中外部冷卻劑由液體冷卻系統(tǒng)冷卻；圖7示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中外部冷卻劑由吸附冷卻系統(tǒng)冷卻；圖8示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中外部冷卻劑為新鮮水；圖9示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中在操作過(guò)程中，外部冷卻劑可用水補(bǔ)
充；
圖IO示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中內(nèi)部冷卻劑可用水補(bǔ)充；
10圖11示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中珀耳帖元件代替熱交換器；以及 圖12示出一實(shí)施例，其中內(nèi)部冷卻劑利用致冷4幾冷卻。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在使用 一 種電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)的示例來(lái)更為詳細(xì)地描述飛機(jī)電子系 統(tǒng)的冷卻?？衫斫獾氖?，以下描述的教示可被應(yīng)用在任意飛才幾電子系統(tǒng)中。
圖l示出由氣流8、 10、 12冷卻的電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2 (IFE:飛行娛 樂(lè)系統(tǒng))。風(fēng)扇16從環(huán)境中吸入空氣8并將該空氣供應(yīng)到熱交換器6。吸 入的空氣8為內(nèi)部冷卻劑。熱交換器6通過(guò)連接部4連接到冷卻系統(tǒng)。可為 氣體或液體的外部冷卻劑通過(guò)連接部4供應(yīng)到熱交換器6。由風(fēng)扇16供應(yīng) 到熱交換器6的空氣8被轉(zhuǎn)換為冷空氣10并流入電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2中。 隨著該空氣對(duì)飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)電子部件的冷卻，該空氣逐漸變熱并離開(kāi)飛機(jī)娛 樂(lè)系統(tǒng)2而成為相對(duì)較熱的出口空氣12。離開(kāi)熱交換器6的空氣10的溫度 低于吸入的空氣8的溫度以及離開(kāi)飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2的出口空氣12的溫度。
圖2示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中內(nèi)部冷卻劑14循環(huán)在閉式回if各中。 內(nèi)部冷卻劑14為空氣，但是也可使用任何其它希望的氣體冷卻劑。風(fēng)扇16 提供強(qiáng)制對(duì)流。在內(nèi)部冷卻劑進(jìn)入電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2之前，熱交換器6冷 卻內(nèi)部冷卻劑。
電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2包括封閉容器或封閉殼體，以最小化內(nèi)部冷卻劑 14的損失?？梢允箖?nèi)部冷卻劑14加壓到高于環(huán)境壓力的壓力。熱交換器6 通過(guò)連接部4連接到供應(yīng)外部冷卻劑的冷卻系統(tǒng)。所述外部冷卻劑可為氣體 或液體。
內(nèi)部冷卻劑14的溫度范圍可不同于外部冷卻劑的溫度范圍。飛機(jī)電子 系統(tǒng)2的部件可因此被保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，而與外部冷卻劑的溫度無(wú) 關(guān)。內(nèi)部冷卻劑14優(yōu)選具有低含水量。
本發(fā)明的該實(shí)施例具有防止凝結(jié)水下落的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)
還在于，由于內(nèi)部冷卻劑14循環(huán)在閉式回路中，灰塵不會(huì)凈皮內(nèi)部冷卻劑14
ii帶入電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2中。如果因電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2故障而產(chǎn)生煙塵， 那么由于煙塵留在內(nèi)部冷卻劑的閉式回路中，所以煙塵不能進(jìn)入機(jī)艙。因此， 飛機(jī)的乘客不會(huì)被可能產(chǎn)生的煙塵驚嚇到。
圖3示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中內(nèi)部冷卻劑的回路可^皮打開(kāi)。如果風(fēng) 扇16、外部冷卻劑的流動(dòng)或者外部冷卻劑的冷卻失效，使得在熱交換器6 的連接部4處沒(méi)有冷卻的外部冷卻劑，則閥5a和5b被切換，以使帶有從外 部供應(yīng)的冷卻劑14a、 14b的另外的冷卻劑流流動(dòng)通過(guò)電子飛枳J吳樂(lè)系統(tǒng)2。 在圖3所示的實(shí)施例中，內(nèi)部冷卻劑為氣體，從外部供應(yīng)的冷卻劑因此也必 須為氣體。也可以將閥5a和5b設(shè)置為使所述外部冷卻劑流動(dòng)通過(guò)電子飛機(jī) 娛樂(lè)系統(tǒng)2。但是，在外部冷卻劑的流動(dòng)或者外部冷卻劑的冷卻失效的故障 情況下，這種設(shè)置并不是冗余的。
如果內(nèi)部冷卻劑為氣體，先前所述的風(fēng)扇、熱交換器6以及先前結(jié)合圖 1至圖3所述的熱交換器6的連接部4可被整體式形成為一個(gè)單元。該單元 可被設(shè)置在飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2中。
圖4示出液體冷卻的電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2。液體冷卻劑通過(guò)連接部4和 管路18供應(yīng)到飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2。多個(gè)電子組件24,皮設(shè)置在冷卻液體流動(dòng)通 過(guò)的板形熱交換器26上。液體冷卻劑能夠從飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2中移除相當(dāng)多 的熱量，使得管路18可具有較小的橫截面。如果電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2由液 體冷卻劑冷卻，則在DE 10 2006 041 788.7中描述的任何希望的冷卻:&置都 可凈皮4吏用。
圖5示出液體冷卻的電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)的另一實(shí)施例。除了包括圖4的 實(shí)施例之外，該實(shí)施例還包括熱交換器6，該熱交換器將內(nèi)部冷卻劑的熱傳 遞到外部冷卻劑。外部冷卻劑流動(dòng)通過(guò)連接部4進(jìn)入熱交換器6。外部冷卻 劑可以為液體或氣體。由于熱交換器6，內(nèi)部冷卻劑的溫度范圍可不同于外 部冷卻劑的溫度范圍，從而確保飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2的電子部件總是在最佳溫度 范圍內(nèi)，并且防止飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)中出現(xiàn)高溫度梯度。形成強(qiáng)制對(duì)流的泵可被 提供在內(nèi)部冷卻劑的回路中。在DE 10 2006 041 788.7中描述的任何希望的設(shè)置也可被用來(lái)冷卻該實(shí)施例中的飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2的電子部件或者組件。
泵、熱交換器6和連接部4可整體式形成為一個(gè)單元。該單元可被設(shè)置 在飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2中。
具有內(nèi)部冷卻劑的閉式回i 各的飛才幾娛樂(lè)系統(tǒng)2的冷卻可獨(dú)立于飛才幾的 冷卻系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。而且，灰塵不會(huì)在外部與內(nèi)部冷卻劑之間傳遞。該具有 熱交換器6和連接部4的飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2也可被特別容易地更換。
圖6示出本發(fā)明的一實(shí)施例，其中外部冷卻劑為恒定液體狀態(tài)。外部冷 卻劑循環(huán)在閉式回路22中。液體冷卻系統(tǒng)20冷卻該外部冷卻劑。該外部冷 卻劑通過(guò)熱交換器6吸收由飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2產(chǎn)生的熱。
如果使用液體冷卻系統(tǒng)20，與將冷空氣供應(yīng)到待被冷卻的飛機(jī)娛樂(lè)系 統(tǒng)2或熱交換器6的傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)相比，飛機(jī)的質(zhì)量增大較小的程度。如果 外部冷卻劑為液體，則由于使用液體冷卻劑比使用氣體冷卻劑能夠帶走明顯 較多的熱量，所以可使用具有較小橫截面的管道。冷卻所需的空間從而也被 減小。由于冷卻劑管路較小的橫截面，基于液體的冷卻系統(tǒng)的冷卻劑管路能 夠以較大的柔性，即較少的限制，被安裝在飛機(jī)中，并且還提供高冷卻能力 區(qū)域，而由傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)無(wú)法提供這種高冷卻能力。此外，如果外部冷卻劑 為液體，則前述效率上的提高導(dǎo)致用于冷卻飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)以至冷卻整個(gè)飛機(jī) 的較低功耗。
在圖6所示的實(shí)施例中，外部冷卻劑可為氣體或液體。電子飛才幾娛樂(lè)系 統(tǒng)2和具有內(nèi)部冷卻劑的回路可如結(jié)合圖l至圖3所述的那樣形成，并且根 據(jù)圖2和圖3的閉式冷卻回路是優(yōu)選的。如果使用液體內(nèi)部冷卻劑，電子飛 機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2和具有內(nèi)部冷卻劑的回路可如結(jié)合圖4至圖5所述的那樣形 成。
液體冷卻系統(tǒng)可以為集中式或分散式液體冷卻系統(tǒng)。
圖7示出外部冷卻劑由吸附冷卻系統(tǒng)來(lái)冷卻的實(shí)施例。外部冷卻劑流動(dòng) 通過(guò)熱交換器6，以從內(nèi)部冷卻劑中吸收由飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2產(chǎn)生的熱。內(nèi)部 冷卻劑可以是氣體或液體，內(nèi)部冷卻劑可如參照?qǐng)Dl至圖5所述的那樣流動(dòng)在閉式回路中，和/或飛^幾娛樂(lè)系統(tǒng)2可如參照?qǐng)D1至圖5所述的那樣凈皮冷卻。
吸附冷卻系統(tǒng)28可被用作飛行過(guò)程中獨(dú)立的局部冷卻系統(tǒng)。然而，也 可以提供一種集中式吸附冷卻系統(tǒng)。
圖8示出外部冷卻劑為新鮮水的實(shí)施例。外部冷卻劑通過(guò)熱交換器6從 新鮮水容器30流動(dòng)到廢水容器32中。在該過(guò)程中，外部冷卻劑吸收內(nèi)部冷 卻劑的由電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2產(chǎn)生的熱。電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2能夠如參照?qǐng)D 1至圖5所述的那樣形成和冷卻。在水流動(dòng)通過(guò)熱交換器6之后，該水還能 夠流入熱水容器中。這種類型的冷卻例如可被提供作為緊急冷卻。參見(jiàn)圖4 和圖5,通過(guò)例如經(jīng)閥打開(kāi)內(nèi)部冷卻劑的回路，新鮮水還能夠-故用于直4矣冷 卻飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2的電子部件或組件。
圖9示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中液體外部冷卻劑流動(dòng)通過(guò)具有熱交 換器6和液體冷卻系統(tǒng)20的冷卻回3各34。如果在外部冷卻劑的回路中存在 泄漏，可以通過(guò)閥36從飛機(jī)的水系統(tǒng)38中供應(yīng)水以作為外部冷卻劑，使得 能夠基本上重新建立液體外部冷卻劑的原始量。閥36能夠被自動(dòng)啟動(dòng)，甚 至在飛行過(guò)程中亦是如此。
圖10示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中液體內(nèi)部冷卻劑流動(dòng)通過(guò)熱交換 器6和板形熱交換器26，以冷卻電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2的電子組件24。如果 存在泄漏，閥36能夠被打開(kāi)以將水移出飛機(jī)的水系統(tǒng)38來(lái)補(bǔ)充內(nèi)部冷卻劑。 閥36能夠-故自動(dòng)啟動(dòng)，甚至在飛行過(guò)程中亦是如此。
圖11示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中珀耳帖元件40代替熱交換器。在 珀耳帖元件40的情況下，通過(guò)施加電壓和相關(guān)電流而產(chǎn)生溫度差。該溫度 差可用于冷卻介質(zhì)。在圖ll所示的實(shí)施例中，珀耳帖元件40使對(duì)電子飛機(jī) 娛樂(lè)系統(tǒng)2進(jìn)行冷卻時(shí)被加熱的內(nèi)部冷卻劑冷卻。電子飛機(jī)電子系統(tǒng)2及其 冷卻可以如圖1至圖5所述的那樣形成。
如果內(nèi)部冷卻劑為氣體， 一個(gè)珀耳帖元件或多個(gè)珀耳帖元件可被設(shè)置在 內(nèi)部冷卻劑的回3各中。珀耳帖元件的另 一側(cè)可^皮i殳置在內(nèi)部冷卻劑回^各的外部并且借助冷卻主體將熱傳遞到環(huán)境或冷卻劑。
珀耳帖元件也可向液體內(nèi)部冷卻劑提供冷卻，并且珀耳帖元件還可因此
被用于與圖4和圖5所示的實(shí)施例結(jié)合。
圖12為用于冷卻電子飛機(jī)娛樂(lè)系統(tǒng)2的內(nèi)部冷卻劑由^:稱為空氣冷凝 器的致冷機(jī)42冷卻的實(shí)施例。該致冷機(jī)42包括壓縮器、冷凝器和蒸發(fā)器。 例如，該致冷機(jī)可被形成為局部分散式致冷機(jī)。外部冷卻劑在閉式回路中將.。
如果內(nèi)部冷卻劑為氣體，則電子飛枳J吳樂(lè)系統(tǒng)2在該方面可如結(jié)合圖1 至圖3所述的那樣組成和冷卻。如果內(nèi)部冷卻劑為液體，則飛4幾娛樂(lè)系統(tǒng)2 可如結(jié)合圖4和圖5所述的那樣組成和冷卻。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，由于內(nèi)部冷卻劑的閉式回路，所以灰塵不會(huì)進(jìn) 入飛才幾電子系統(tǒng)。由于借助于用于形成外部與內(nèi)部冷卻劑之間的傳熱的熱交 換器6將外部冷卻劑與內(nèi)部冷卻劑分離，因此內(nèi)部冷卻劑可以具有適于電子 部件和組件的最佳溫度范圍。從而還可防止飛機(jī)電子系統(tǒng)中的高溫度梯度。 而且，由于內(nèi)部冷卻劑的閉式回路，因此防止凝結(jié)水的下落。飛機(jī)電子系統(tǒng) 的冷卻獨(dú)立于飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)。所述類型的飛機(jī)電子系統(tǒng)的冷卻比傳統(tǒng)電子 冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生較少的噪聲。由于計(jì)劃供給機(jī)搶的氣流不被用于冷卻飛機(jī)電子 系統(tǒng)，所以飛機(jī)乘客的舒適度不會(huì)被降低。如果外部冷卻劑為液體，則前述 效率上的提高導(dǎo)致用于冷卻飛機(jī)電子系統(tǒng)以至冷卻整個(gè)飛機(jī)的較低功耗。用 于機(jī)艙的空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)系統(tǒng)因而可具有較小的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)還另外伴隨有 重量減輕的優(yōu)點(diǎn)。
1權(quán)利要求
1、一種用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻系統(tǒng)，所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)具有排放熱的至少一個(gè)電子部件，其特征在于閉式回路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑(14)循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個(gè)電子部件帶到熱交換器(6)，其中所述熱交換器(6)適于將由所述內(nèi)部冷卻劑(14)供應(yīng)的熱傳遞到外部冷卻劑，該外部冷卻劑從所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)外部的源流動(dòng)和/或循環(huán)通過(guò)所述熱交換器(6)到所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)外部的匯，其中所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)從所述熱交換器(6)沿所述至少一個(gè)電子部件的方向流動(dòng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻系統(tǒng)， 其特征在于，所述閉式回^^與多個(gè)電子部件熱偶合，以^使所述內(nèi)部冷卻劑(14)冷卻多個(gè)電子部件。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻系統(tǒng)， 其特征在于，所述內(nèi)部冷卻劑(14)為氣體。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷 卻系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)部冷卻劑(14)為液體。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)基于自然 對(duì)流而循環(huán)。
6、 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)基于強(qiáng)制 對(duì)流而循環(huán)。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部冷卻劑(14)的所述閉式回路能夠連接到供給管 路，另外的冷卻劑(14a)通過(guò)該供給管路能夠從外部供應(yīng)到所述閉式回路 中，以冷卻所述至少一個(gè)電子部件。
8、 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述外部冷卻劑循環(huán)在與液體冷卻系統(tǒng)(20)相連以冷卻 所述外部冷卻劑的回3各(22)中。
9、 如權(quán)利要求4或8所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻系統(tǒng)，和/或所述液體外部冷卻劑循環(huán)于其中的所述回路(22)能夠連接到所述飛 機(jī)的水系統(tǒng)(38),以便在所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的操作過(guò)程中，需要時(shí) 用水至少部分地代替所述液體內(nèi)部冷卻劑(14)和/或所述液體外部冷卻劑。
10、 如權(quán)利要求9所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻系統(tǒng)， 其中代替所述內(nèi)部和/或外部冷卻劑的水中混合有添加劑。
11、 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí) 冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器(6)被連接到吸附冷卻系統(tǒng)(28),以通 過(guò)所述吸附冷卻系統(tǒng)(28)冷卻所述外部冷卻劑。
12、 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí) 冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述外部冷卻劑為新鮮水(30)。
13、 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí) 冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述外部冷卻劑為氣體。
14、 一種用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻系統(tǒng)，所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)具有排放熱的至少一個(gè)電子部件，其特征在于閉式回路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑(14)循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個(gè)電子部件帶到珀耳 帖元件(40),其中所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)從所述 珀耳帖元件(40)沿所述至少一個(gè)電子部件的方向流動(dòng)。
15、 一種用于飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻系統(tǒng)，所述飛機(jī)電子系統(tǒng) (2)具有排放熱的至少一個(gè)電子部件，其特征在于閉式回5^，該閉式回5^與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷 卻劑(14)循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個(gè)電子部件帶到具有 壓縮器、冷凝器和蒸發(fā)器的致冷機(jī)(42)，其中所述閉式回路被配置為使所 述內(nèi)部冷卻劑(14)爿t人所述致冷4幾(42)沿所述至少一個(gè)電子部件的方向流 動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)的多級(jí)冷卻，所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)具有排放熱的至少一個(gè)電子部件。該多級(jí)特征源于用于傳遞廢熱的多個(gè)回路的使用。在與所述電子部件熱偶合的閉式回路中循環(huán)的內(nèi)部冷卻劑(14)將熱從所述至少一個(gè)電子部件帶到熱交換器(6)，該熱交換器(6)將熱傳遞到外部冷卻劑，該外部冷卻劑從所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)外部的源流動(dòng)和/或循環(huán)通過(guò)所述熱交換器(6)到所述飛機(jī)電子系統(tǒng)(2)外部的匯。所述內(nèi)部冷卻劑從所述熱交換器(6)沿所述至少一個(gè)電子部件的方向流動(dòng)，和/或循環(huán)在閉式回路中。
文檔編號(hào)B64D11/06GK101547832SQ200780043016
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者卡斯滕·科爾貝格, 安德里亞·弗賴, 彼得·施韋伯克, 艾米特·卡伊漢·基里亞曼, 邁克爾·德賴豪普特, 馬庫(kù)斯·克貝爾 申請(qǐng)人:空中客車德國(guó)有限公司