專利名稱：飛機(jī)維護(hù)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)，并且具體地涉及用于給這種維護(hù)所用的設(shè)備供電的裝置。
背景技術(shù)：
在降落和起飛之間的時(shí)段期間也就是當(dāng)飛機(jī)“停靠”在停機(jī)坪時(shí)常常要對飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)。因此使用的設(shè)備必須是移動(dòng)式的，并且經(jīng)常要將專用拖車、卡車等用于運(yùn)載該設(shè)備。用于驅(qū)動(dòng)車輛以及用于操作維護(hù)設(shè)備所需的電能經(jīng)常是由專用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的供應(yīng)50/60HZ標(biāo)準(zhǔn)三相電能的發(fā)電機(jī)提供，或者是通過連接至飛機(jī)內(nèi)的固定電源提供。后者可能需要長電纜或者至少是設(shè)置在停機(jī)坪或別處有可能是地面內(nèi)的插座，這就增加了用于 供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性。在飛行期間飛機(jī)通過使用安裝在飛機(jī)機(jī)身內(nèi)的所謂APU(輔助供電單元)來自身發(fā)電。APU是燃?xì)廨啓C(jī)，并且這些APU在停機(jī)期間也可以提供用于內(nèi)部使用的電力。但是，由于在飛機(jī)技術(shù)中有利的是要減輕重量，因此通常APU都是裝備以400Hz輸送電力的發(fā)電機(jī)。以該頻率工作的電カ設(shè)備能夠制作得更小和更加緊湊，并且因此占據(jù)空間較小并具有較輕的重量。這種設(shè)備很大的缺點(diǎn)在于其過于昂貴。在機(jī)場，所謂的“使用點(diǎn)固態(tài)變頻器(SSFI) ”被安裝作為設(shè)施配電和布線系統(tǒng)中的固定部分。設(shè)施供電系統(tǒng)向SSFI提供輸入，輸入在此被整流成直流電(DC)，并且通過以振蕩器為基準(zhǔn)的固態(tài)開關(guān)部件逆變?yōu)樾骂l率也就是400Hz。連接至飛機(jī)配電系統(tǒng)的柔性專用電纜利用特定的接插裝置將該400Hz的電カ饋送給飛機(jī)。作為以上內(nèi)容的備選方案，可以設(shè)有固定或移動(dòng)式的柴油動(dòng)カ發(fā)電機(jī)用于提供所需電カ。該電カ迄今為止尚未用于除了給飛機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)供電以外的其他用途。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上對現(xiàn)有技術(shù)的討論，并且為了提供在停機(jī)期間用于飛機(jī)的操作更加簡單的維護(hù)設(shè)備，希望能夠避免使用可能必須要與維護(hù)設(shè)備一起運(yùn)送到使用點(diǎn)的專用柴油動(dòng)カ發(fā)電機(jī)，或者能夠消除用于直接從機(jī)場的配電和布線系統(tǒng)提供電カ所需的復(fù)雜電纜系統(tǒng)，并且改為利用來自SSFI設(shè)施或者來自固定柴油發(fā)電系統(tǒng)的電力。因此，本公開著眼于提供一種實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的裝置，并且在權(quán)利要求I中限定了這種裝置的示例。因此根據(jù)一個(gè)示例的使得能夠在停機(jī)期間維修飛機(jī)的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元包括電動(dòng)的維修和/或維護(hù)設(shè)備。其設(shè)有可連接至以200/115V交流電和400Hzエ作的電源的電カ輸入端。變壓器和轉(zhuǎn)換單兀被設(shè)置用于將200/115V交流電/400Hz的電カ變換/轉(zhuǎn)換為處于選定頻率的三相電壓400/230V的交流電以用于給所述維修和/或維護(hù)設(shè)備供電。優(yōu)選地，頻率在2-50Hz之間可變。 在進(jìn)ー步的應(yīng)用中，ー種包括以200/115V交流電/400Hz輸送電カ的輔助電カ單元(APU)的飛機(jī)設(shè)有可以從飛機(jī)外側(cè)接觸的電カ輸出接頭。根據(jù)ー個(gè)示例的維護(hù)單元可以被連接至飛機(jī)，由此消除對輔助地面供電單元的需求。
本公開更多的可應(yīng)用范圍將根據(jù)以下給出的詳細(xì)說明和僅用于圖解而給出的且因此不應(yīng)被認(rèn)為是限制本公開的附圖變得易于理解，并且其中
圖I是根據(jù)一個(gè)示例的単元的示意圖；圖2是單元中電カ部件的示意 圖3a示出了移除罩蓋后從ー側(cè)看到的清洗単元內(nèi)的示范性實(shí)施方式；
圖3b示出了從相對側(cè)看到的與圖3a中相同的單元；
圖4示意性地示出了單元中的部件；以及 圖5根據(jù)另ー個(gè)說明性實(shí)施例示出了ー種單元。
具體實(shí)施例方式在圖I中根據(jù)ー個(gè)示例示意性地示出了ー種單元。?？康娘w機(jī)100的后部被示意性地示出為準(zhǔn)備用于進(jìn)行維修和/或維護(hù)。所謂的地面供電單元(GPU)或SSFI (固態(tài)變頻器)101被設(shè)置在位于用于飛機(jī)的維修點(diǎn)處或位于停機(jī)坪處的地面上。該單元通常以200/115V交流電/400Hz輸送約90kVA的電力，并且如果內(nèi)部的輔助供電單元(APU)未在使用中或不能工作或者由于各種原因而無法輸送足夠的電カ，那就將該單元用于給飛機(jī)的內(nèi)部系統(tǒng)供電。車輛例如拖車上的維護(hù)/維修設(shè)備通過接至電カ輸入120的電纜109被連接至供電單元101。連接可以采用現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中已知的接插型連接件(未示出)。在圖I和圖5示出的系統(tǒng)中，電カ部件(馬達(dá)、泵等)被設(shè)計(jì)為采用標(biāo)準(zhǔn)電カ供應(yīng)并且因此需要轉(zhuǎn)換/變換來自GPU/SSFI的電カ供應(yīng)。由此根據(jù)ー個(gè)示例設(shè)有在圖I和圖5中由標(biāo)記為TCU的方塊示意性示出的變壓器和轉(zhuǎn)換單元108。単元操作的控制可以用多種方式實(shí)現(xiàn)在圖示的實(shí)施例中示出了通用控制單元單元(CU) 122，并且通過與控制単元相關(guān)聯(lián)的控制面板CP管理操作。該控制単元可以包括任意常規(guī)的控制方式例如中繼技木、ASIC、FPGA、可編程微控制器和微處理器等。而且，在圖I中示出了移動(dòng)車輛例如拖車104，裝有某種操作設(shè)備106也就是維護(hù)和/或維修設(shè)備，其典型示例是清洗単元或除冰單元。用于維修和/或維護(hù)的其他類型的設(shè)備或裝置也是可行的。來自操作設(shè)備106的輸出107可以是用于清洗用途的高壓水源或加壓的除冰液體(甘醇)。其他的維護(hù)設(shè)備也同樣適用。現(xiàn)參照圖2介紹變壓器単元的設(shè)計(jì)。在圖2中示出了示例性實(shí)施例的電カ系統(tǒng)，其用于特別是給如圖4所示的驅(qū)動(dòng)高壓泵的電機(jī)270和驅(qū)動(dòng)水處理泵的電機(jī)290提供受控電壓和電流(在圖2中并未示出這些泵)。
本說明書中的受控電壓和電流是指其物理性質(zhì)使得在提供給電機(jī)270，290時(shí)電機(jī)270，290和泵即可達(dá)到正確轉(zhuǎn)速的電壓和電流。泵(未示出)由電驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)，通常包括適當(dāng)?shù)碾娫措娐?、電機(jī)270，290以及適合用于控制和/或調(diào)節(jié)電壓和電流性質(zhì)的控制単元(未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，這可以通過交流電(AC)到交流電(AC)的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(AC/AC)和三相感應(yīng)電機(jī)270，290實(shí)現(xiàn)。電能從交流電網(wǎng)絡(luò)200例如三相網(wǎng)絡(luò)等通過AC到AC的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(AC/AC)提供給電機(jī)270，290。在一個(gè)實(shí)施例中，交流電(AC)網(wǎng)絡(luò)200由機(jī)場的通常用于商用飛機(jī)和飛機(jī)“?？靠臻g”的電網(wǎng)表示，具有200/115V交流電/400Hz的電壓水平。來自交流電(AC)網(wǎng)絡(luò)200的200/115V交流電/400Hz的電壓通過變壓器210變壓以將電壓水平從200/115V交流電升高至400/230V交流電(仍然具有400Hz的頻率)。這是由于常規(guī)交流(AC)電機(jī)270，290 (通常是泵系統(tǒng)內(nèi)常用的三相感應(yīng)電機(jī))一般都需要400/230V交流電壓以正常エ 作。
驅(qū)動(dòng)泵的感應(yīng)電機(jī)270，290需要適合用于控制和/或調(diào)節(jié)所述感應(yīng)電機(jī)270，290的轉(zhuǎn)速的控制單元。受控的轉(zhuǎn)速可以通過逆變器260，280 (或變頻器)實(shí)現(xiàn)。所述變頻器/逆變器260，280可以將具有不適用頻率的直流電(DC)或交流電(AC)轉(zhuǎn)換為具有適用電壓水平和適用頻率性質(zhì)也就是標(biāo)稱400/230V交流，50Hz的電壓；但是改變頻率也會(huì)造成電機(jī)270，290和泵的轉(zhuǎn)速變化。這樣實(shí)際上即可用于控制泵的泵送速率。因此，在變換為400/230V交流，400Hz之后，交流電(AC)就在交流電(AC)到直流電(DC)的轉(zhuǎn)換器/逆變器(AC/DC)250內(nèi)被分配和轉(zhuǎn)換為直流電(DC)。直流電(DC)可以隨后被進(jìn)ー步分配至可包括控制單元(未示出)的變頻器268，280。控制單元能夠控制變頻器268，280以生成具有400/230V交流電壓和一定頻率的交流電(AC)，從而在提供給感應(yīng)電機(jī)270，290時(shí)即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)270，290和泵的正確轉(zhuǎn)速。電カ系統(tǒng)可以進(jìn)ー步包括ー種或多種安全設(shè)備220，通常是用于保護(hù)電路避免過載或過熱的保險(xiǎn)絲、自動(dòng)保險(xiǎn)絲或斷路器。在一個(gè)實(shí)施例中還設(shè)有另ー個(gè)用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)240的交流電到直流電(AC/DC)的轉(zhuǎn)換器，適合用于冷卻可容納電子電路的隔艙。正如已經(jīng)指出的那樣，單元的操作可以通過常規(guī)的控制方式例如中繼技術(shù)、ASIC、FPGA、可編程微控制器和微處理器等進(jìn)行控制。在一個(gè)實(shí)施例中，使用控制單元(⑶)122，其是用于控制操作的ー種選擇。這樣的控制單元可以包括適當(dāng)編程的微處理器?，F(xiàn)參照圖3a和3b以及圖4進(jìn)ー步詳細(xì)介紹本公開，圖3a和3b示出了一個(gè)示范性實(shí)施例也就是用于清洗飛機(jī)上燃?xì)廨啓C(jī)的清洗単元300，而圖4則是該裝置的示意圖。因此，圖3a示出了移除罩蓋后的単元ー側(cè)，而圖3b示出了同樣移除罩蓋后的相對偵れ該單元設(shè)有用于連接至例如市政供水的水入口接頭302。但是，該接頭也可以連接至水罐或其他儲(chǔ)水裝置，這些水罐或其他儲(chǔ)水裝置的水是在清洗操作期間收集的并且能夠因此進(jìn)行再循環(huán)。水被輸送至単元內(nèi)的罐304，隨后從該罐中取水用于清洗。如果要使用從清洗操作收集的廢水，那么必須要使用泵306。但是，如果使用的是加壓提供的市政供水，那么無需泵即可充填罐304，在此情況下打開旁通閥以旁路泵。
泵306 Pl適合為電驅(qū)動(dòng)齒輪泵，但是任何泵均可使用。泵的泵送速率通過改變來自專用于該泵的變頻器260(圖2)的輸出電壓頻率進(jìn)行控制。在進(jìn)入罐之前，水要在過濾系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行過濾，過濾系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)過濾器。在圖示的實(shí)施例中使用了多個(gè)過濾器，也就是用于去除油和顆粒物的第一個(gè)5微米袋濾器B Fl。然后水流過同樣去除顆粒物的第二個(gè)過濾器BB Fl以及包含顆粒狀活性碳以從水中除氯的第三過濾器BB F2。然后水在DI (去離子)過濾器中進(jìn)行去離子處理以將離子濃度降低至期望水平。水最終流過I微米過濾器BB F3用于除去來自DI過濾器的任意可能的污染物。圖示實(shí)施例中的罐304具有400升的容量，但是該容量當(dāng)然可以改變并且適應(yīng)于當(dāng)?shù)匦枨蟆９拊陧敳烤哂型L(fēng)裝置308用于在充填和排空期間的壓力平衡并且也可以用作溢流裝置。還設(shè)有底部排水管310用于啟動(dòng)罐的排空。高壓泵312例如活塞泵通過合適的管路耦合至罐的出ロ。泵由通過變壓器和變頻 器単元供電的電機(jī)314驅(qū)動(dòng)。來自泵的加壓水通過高壓管路316輸送至壓カ出口 318。使用高壓水的外部清洗設(shè)備可以通過合適的耦合件連接至該出口。同樣，泵是通過改變專用于該泵的變頻器的頻率進(jìn)行控制，并且能夠改變?yōu)槭贡幂斔驮?0-80bar區(qū)間內(nèi)的壓カ。壓カ安全閥PSV被設(shè)置在泵和壓力出口之間用于避免管路中累積過高的壓力。能夠與根據(jù)本公開的單元一起使用的合適的清洗設(shè)備在申請人擁有的幾項(xiàng)專利例如US7497220、US7297260、EP1755952中進(jìn)行了介紹，通過全文引用將它們并入本文。如以上公開的那樣，維護(hù)単元被連接至地面上的發(fā)電單元也就是GPU、SSFI等，不過使用由飛機(jī)自身發(fā)出的電カ也就是由飛機(jī)內(nèi)的APU提供的能量也落在本公開的保護(hù)范圍內(nèi)。但是這就需要有用于將單元連接至APU輸出的裝置。這在圖5中示意性地示出，圖5對應(yīng)于圖I中的實(shí)施例，但是區(qū)別在于用于單元的電カ是從飛機(jī)100內(nèi)的APU獲取，并且通過電纜109饋送。此外實(shí)施例包括與圖I中的實(shí)施例相同的部件，并且不再進(jìn)ー步詳細(xì)介紹。鑒于這種可行性，在本公開的另一種應(yīng)用中并且根據(jù)本公開，飛機(jī)設(shè)有來自內(nèi)部APU的可以從飛機(jī)外側(cè)接觸的電カ輸出。該電カ輸出可以設(shè)置為例如設(shè)在飛機(jī)機(jī)身內(nèi)的接插型耦合件的形式，示意性地以123示出并且通過可移除的蓋板適當(dāng)保護(hù)以使其可接觸。上述示例僅僅是為了解釋說明而提供，并且不應(yīng)以任何方式解讀為限制性的。盡管示出了對各種實(shí)施例的參照，但是本文中使用的用語只是描述和解釋性用語而不是限制性用語。此外，盡管示出了對特定裝置、材料和實(shí)施例的參照，但是不應(yīng)限制為本文中公開的特定細(xì)節(jié)。相反，實(shí)施例擴(kuò)展為所有功能性等價(jià)的結(jié)構(gòu)、方法和應(yīng)用，這些都落在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，包括 電動(dòng)設(shè)備； 適用于連接至以200/115V交流電和400Hz工作的電源的電力輸入； 變壓器和轉(zhuǎn)換單元(TCU)，適用于將200/115V交流電/400Hz的電力變換為處于選定頻率的400/230V交流的標(biāo)準(zhǔn)電壓并用于給所述設(shè)備輸送電力。
2.如權(quán)利要求I所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述TCU包括適用于將輸入電壓變換為較高電壓的變壓器，以及適用于將輸入電壓的頻率轉(zhuǎn)換為較低頻率的至少一個(gè)變頻器。
3.如權(quán)利要求2所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述變壓器適用于將電壓從200/115V交流變換為400/230V交流，并且所述變頻器適用于將頻率從400Hz轉(zhuǎn)換為2到50Hz之間。
4.如權(quán)利要求I所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，進(jìn)一步包括控制單元和耦合至控制單元(CU)用于實(shí)現(xiàn)由操作人員控制維護(hù)單元操作的控制面板(CP)。
5.如權(quán)利要求2所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述變頻器被設(shè)計(jì)用于輸送可變頻率。
6.如權(quán)利要求I所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述設(shè)備從由發(fā)動(dòng)機(jī)清洗設(shè)備、除冰裝置、清潔設(shè)備和維修/維護(hù)工具構(gòu)成的組中選出。
7.如權(quán)利要求I所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述設(shè)備是燃?xì)廨啓C(jī)清洗設(shè)備并且包括 用于從水源供水的送水元件； 耦合至供水裝置用于提供加壓水的高壓泵； 用于連接清潔設(shè)備的高壓水出口接頭。
8.如權(quán)利要求7所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，進(jìn)一步包括用于清潔來自水源的水的水過濾器。
9.如權(quán)利要求7所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中用于從水源供水的裝置包括用于將外部水源連接至所述單元的入口耦合件。
10.如權(quán)利要求7所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述單元包括水罐。
11.如權(quán)利要求7所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述單元包括用于泵送水通過過濾器的泵。
12.如權(quán)利要求7所述的飛機(jī)維護(hù)和/或維修單元，其中所述過濾器包括去離子過濾器、袋濾器和碳過濾器中的至少一種。
13.一種飛機(jī)，包括以200/115V交流電/400Hz輸送電力的輔助電力單元(APU)，以及可以從飛機(jī)外側(cè)接觸的電力輸出接頭。
14.如權(quán)利要求13所述的飛機(jī)，其中所述電力輸出接頭是接插型的。
15.如權(quán)利要求13所述的飛機(jī)，其中所述電力輸出接頭由可移除的蓋板保護(hù)。
全文摘要
本公開涉及一種用于在停機(jī)期間維修飛機(jī)的維護(hù)單元，包括電動(dòng)的維修和/或維護(hù)設(shè)備。設(shè)有用于將所述單元連接至以200/115V交流電和400Hz工作的電源的電力輸入。所述單元進(jìn)一步包括變壓器和轉(zhuǎn)換單元(TCU)，用于將200/115V交流/400Hz的電力變換為50Hz頻率、400/230V交流的標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)電壓，還包括實(shí)現(xiàn)輸出電壓可變頻率的至少一個(gè)變頻器，用于給所述維修和/或維護(hù)設(shè)備供電。維護(hù)設(shè)備可以是燃?xì)廨啓C(jī)清洗設(shè)備并且包括用于從水源供水的送水元件、耦合至供水裝置用于提供加壓水的高壓泵以及用于連接清潔設(shè)備的高壓水出口接頭。
文檔編號(hào)B64F1/36GK102844240SQ201180008161
公開日2012年12月26日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者S.諾德隆德, H.安科夫, H.奈貝里 申請人:普拉特·惠特尼線路維修服務(wù)公司