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CN105393071B - 飞行器厨房空气冷冻器系统 - Google Patents

飞行器厨房空气冷冻器系统 Download PDF

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Abstract

用于飞行器厨房的冷冻器，该冷冻器被设定尺寸以放置在隔室中，所述隔室用于容纳饮料手推车，该冷冻器包括蒸汽循环制冷系统和位于外壳内的液体冷却单元，该蒸汽循环制冷系统具有位于外壳内的液体冷却冷凝器。进一步地，该蒸汽循环制冷系统和液体冷却单元具有结合的占地面积，该结合的占地面积小于外壳内的食物和饮料手推车的占地面积，使得冷冻器占据的空间取代不多于一个饮料手推车。

Description

飞行器厨房空气冷冻器系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年7月3日提交的美国临时申请号61/842,805以及2014年7月1日提交的美国非临时申请号14/321,435的权益，所述申请的全部内容通过引用被并入本文。
背景技术
大型商业载客飞机主要应用两种系统之一，用于将易腐食品和非易腐饮品保持在期望的温度下。冷冻对于保存易腐食品并且使某些饮料和食物更可口是必要的，尤其在长途以及超长途飞行器旅程期间。第一方法利用标准的基于蒸汽循环的空气冷冻器，其利用常规制冷气体压缩和膨胀技术以生成次级再循环冷冻空气回路。通常地，经由隔热空气管道将该冷冻空气供应到适当的存储结构(如，厨房)并且从该适当的存储结构(如，厨房)返回。空气冷冻器可以位于厨房上或者位于厨房中，或者安装在飞行器的部件中。
第二方法利用相同的常规制冷气体压缩和膨胀技术，但是冷却介质是冷冻液体而不是气体。这种冷冻液体在封闭回路中被泵送到适当的存储结构(如，厨房)中并且从该适当的存储结构(如，厨房)泵送出。在一些情况下，该冷冻液体被配置为用于整个飞行器的大的集中式系统。在另一些情况中，冷冻液体能够在每个独立的飞行器门厨房综合设施(complex)处循环以构成局部区域冷冻回路，或基于每个单独厨房作为单独的系统。在厨房处，液体经由控制阀和电子控制系统被传送到热交换器，其中，电动轴向(或其他)风扇通过其基体围绕要求冷冻的存储结构的封闭区域(例如，厨房推车机架或隔室)吹或吸空气。热交换器风扇及其控制系统(虽然不全是必要的)组合在一起以构成冷冻空气再循环单元，该冷冻空气再循环单元可以装配在厨房中或与远离厨房隔开。
这些各种冷冻器系统的一个缺点是它们占据厨房中的大量可用空间，这样由于明显的理由使飞行器溢价。进一步地，冷冻器趋于非常重，这也是飞行器使用的一个缺点。还有冷凝物收集和移除的问题，并且需要改善热交换器效率。另外，具有比当前使用的常规冷冻器系统占据更小空间并且反应出重量减轻的冷冻器系统，同时提供冷凝物收集和改善的热交换器效率，将会是有益的。
发明内容
本发明是飞行器冷冻空气分布系统，其具有降低的总体占地面积和降低的重量，并且具有改善的整体热传递效率。这种紧凑系统尤其良好地适用于要求冷藏或冷却的手推车或餐车、和/或承载标准餐盒的手推车、和/或冷冻的食物以及饮料隔室的飞行器厨房。本发明的冷冻器系统使用邻近饮料手推车和飞行器厨房的工作平台下方的冷却单元，其包括引导离开饮料手推车存储件的导管，以在冷却过程期间运走加热的空气。该冷冻器包括具有多个风扇的外壳，该风扇优选地沿着上表面设置以用于将空气吸入该单元，从而使空气被引入到蒸汽循环装置中。蒸汽循环装置包括蒸发器、膨胀阀、液体冷却冷凝器和压缩机，所有这些都以紧凑布置设置。冷却空气被强迫通过冷冻空气通风孔进入饮料手推车隔室，从而冷冻饮料手推车和具有易腐食品的其他存储隔室。可以在单元上提供显示器，用于控制该单元的温度和其他操作。
本发明的位置在厨房占地面积和重量减小二者方面，以及下面工作平台安装的手推车或推车周围的冷冻空气的有效分布方面起到有用的作用。设置穿过工作平台空气路径、管道系统(ductwork)和空气引导装置，以用于有效地使用冷冻空气以满足飞行器制造商的认证要求。
根据以下优选实施例的详细描述，结合通过示例方式示出该发明的操作的附图，本发明的其他特征和优点将变得更明显。
附图说明
图1是使用本发明的冷冻器的制冷系统的示意图；
图2是厨房手推车存储区域的正视透视图，其中，移除前壁，并图示说明在隔室内的冷却器的位置和引导离开手推车室的空气导管；
图3是冷冻器单元的正视透视图，部分阴影图示说明组件及其位置；
图4是冷冻器单元和液体冷却单元的正视透视图，部分阴影示出组件及其位置；
图5是带有供应空气导管的冷冻器单元和液体冷却单元的正视透视图；
图6是带有供应导管的厨房手推车隔室和冷冻器/液体冷却单元的透视后视图；和
图7是带有供应导管和返回导管的厨房手推车隔室和冷冻器/液体冷却单元的另一个正视透视图。
具体实施方式
图1图示说明新的液体冷却制冷系统的示意图，其尤其适用于商用飞行器的厨房，如以下所述。该系统包含蒸汽循环制冷系统的基础结构，包括压缩机20、热交换器30、制冷剂观察窗31、制冷剂过滤器和干燥机32、热膨胀阀(“TXV”)40和蒸发器50。随着环境空气24被吸入蒸发器50，冷却的“供应”空气22通过蒸发器50递送作为蒸发过程的部分。应用液体冷却系统循环冷却剂(如，聚乙二醇水(“PGW”))，其通过液体冷却冷凝器60并且进入到液体储存器70中，该冷却剂被收集在该液体储存器70中。冷却剂随后经由液体泵75被泵送到一对热交换器80a、80b，其中，在该热交换器处，风扇85a、85b冷却该冷却剂。冷却后的冷却剂随后返回到冷凝器60以冷却来自压缩机20的制冷剂。
为了图示说明的目的，使用具有以下特点的本发明构造冷冻器系统。
示例1
使用冷冻器的液体冷却点
冷却能力：700W(地面情况下)以及300-400W(飞行情况下)
冷却剂：PGW(60/40)
具有显示面板的电子控制器。
液体泵和储存器组合件：
液体泵：具有50Psi压升的41/m
储存器：铝轻质设计
热交换器1
位于飞行器CAX空气系统中，
最大气流：401/s
进口温度：22℃(飞行中)和29℃(底面、最坏情况下)
最大出口空气温度：70℃
热交换器2
位于飞行器地板加热器区域中，
最大气流：1001/s
进口温度：22℃(飞行中)和29℃(底面、最坏情况下)
最大出口气体温度：25℃(到温度舒适区)、70℃(到更低水平)
图2图示说明厨房手推车隔室100，该厨房手推车隔室100装有用于飞行器的食物和饮料服务的饮料/服务手推车110。手推车110并排放置在厨房手推车隔室100中，该厨房手推车隔室100通常由位于飞行器的另一部件中的单元使用导管将冷却空气带入到隔室而被冷却。在本发明中，使用点(“POU”)空气冷冻器单元120位于手推车隔室100的内部以更有效地以更少的热损失和更好的效率冷冻隔室。冷冻器单元120能够位于手推车隔室100的内部，因为其被设计成具有占地面积和空间特点，该占地面积和空间特点使其装配在两个饮料手推车之间的隔室内。该隔室包括CAX空气导管130以带走加热的空气，并且热交换器80a利用来自加热的空气的能量以恢复一些热力学损失。
图3图示说明冷冻器单元120，该冷冻器装置120包括具有多个风扇150的外壳140，该多个风扇150在上表面160上以用于将空气24吸入到冷冻器120中。同时，循环制冷剂进入在热力学状态(称为饱和蒸汽)下的压缩机20，并且被压缩具有更高的压力，从而也导致更高的温度。热的压缩后的蒸汽随后在热力学状态(称为过热蒸汽)下，并且其处在能够用冷却的冷却剂(如，PGW)将其冷凝的温度和压力下。这种热的蒸汽被传送通过冷凝器60，在该冷凝器60处，该热的蒸汽通过流动经过线圈或管利用流动穿过线圈或管的冷却冷却剂被冷却并且被冷凝成液体。即，循环制冷将热量从系统中释放，并且释放后的热被冷却剂携带走。
在热力学状态(称为饱和液体)下，冷凝的液体制冷剂接下来通过膨胀阀40被传送，在该膨胀阀40处，该冷凝的液体制冷剂经历压力的突然下降。这种压力下降导致液体制冷剂的一部分的绝热快速蒸发。绝热快速蒸发的自动制冷效果使液体和蒸汽制冷剂混合物的温度降低达到其比饮料手推车隔室100的温度更冷的程度。冷的混合物随后通过在蒸发器50中的线圈或管被传送。风扇循环在封闭空间中的暖空气穿过携带冷的制冷剂液体和蒸气混合物的线圈或管道。该暖空气蒸发冷的制冷剂混合物的液体部分。同时，循环空气被冷却并且被传送通过冷冻空气出口175，从而使饮料手推车隔室100的温度降低到期望的温度。循环制冷剂吸收并且移除热的地方是在蒸发器50，该热随后在冷凝器60中被排出并且通过冷凝器60中使用的冷却剂被传递到别处。为了完成制冷循环，来自蒸发器50的制冷蒸汽还是饱和蒸汽并且被传送返回到压缩机20中。电子控制器190与系统的每个组件互连并且调节以及监视系统的操作。用户界面由控制面板200操纵，该控制面板200包括显示器，用于展示系统状况和输出。
图4图示说明液体冷却单元210，该液体冷却单元210位于手推车隔室100内的冷冻器单元120的下方。液体冷却单元210包括液体储存器70、液体泵75、热交换器80b和风扇85b。通过将该单元放置在饮料手推车隔室100的内部，由于在可操作的组件之间的延伸的或不必要的导管，得到具有更少损失的更有效的系统。热交换器80b从暖冷却剂中移除热，并且排出暖空气，通过风扇80b，到达飞行器的地板。可以重新得到该热以减少飞行器地板加热器的使用。
图5图示说明冷冻器系统的组件如何设置在飞行器厨房饮料手推车隔室100中。冷冻器120能够安装到隔室100的天花板，其中，供应空气导管220设置在后方以递送冷冻空气到远离隔室的入口230的隔室。液体冷却单元210被定位成邻近冷冻器120或直接在冷冻器120下方，并且具有与冷冻器几乎相同的宽度。因此，通过将整个系统(节省导管以携带走暖空气)和热交换器80a合并以从暖冷却剂中移除热，节省空间并且提高效率。根据图5注意到，冷却系统不比饮料手推车110大并且不比其占据更多的空间，并且其约有一半的宽度。
图6示出厨房饮料手推车隔室100的后部(具有虚框中的冷冻器系统)，其图示说明供应导管220将冷冻空气沿后壁分配到隔室100。如图所示，返回导管250将空气从隔室中吸出。该返回导管将空气从厨房送到系统中，在该系统处，空气被冷冻并且被分配到手推车，如图所示。这还能够见于图7中，在图7中，顶部导管和热交换器被示为从暖冷却剂中移除热并且将暖空气排出到飞行器。该暖空气可以用于重获由此产生的一些热。
本发明用来展示隔室内部或POU，用于飞行器厨房的饮料手推车隔室的冷冻器系统。该系统在将冷凝物从蒸发器中移除方面是有效的，并且通常改善蒸发器和系统的整体热传递效率。
根据前述将明显的是：尽管已经图示说明和描述本发明的特定形式，但是在不偏离本发明的精神和范围的情况下能够作出各种修改。因此，不旨在限制本发明，相反本领域技术人员将意识到的所有修改和替代形式都旨在包括在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种用于飞行器厨房的温度控制系统，其包括：
(a)厨房外壳，其用于容纳并排放置的多个厨房手推车，所述多个厨房手推车中的每个在所述厨房外壳中的收起位置和所述厨房外壳外的调配位置之间可移动；
(b)制冷机架，其定位在所述厨房外壳中并且当处于所述收起位置时在相邻厨房手推车之间的所述厨房外壳的区域中从所述厨房外壳中的前方位置延伸到后方位置；以及
(c)蒸汽循环制冷系统，其包括定位在所述制冷机架中的压缩机、热交换器、膨胀阀、蒸发器和液体冷却冷凝器，并且所述蒸汽循环制冷系统在所述制冷机架中从所述厨房外壳中的所述前方位置延伸到所述后方位置。
2.根据权利要求1所述的温度控制系统，还包括：在所述蒸汽循环制冷系统的后表面上的分配通风孔，所述分配通风孔用于将冷冻空气分配到所述厨房外壳的后部。
3.根据权利要求1或2所述的温度控制系统，还包括：设置在所述制冷机架的上表面下方的返回导管，所述返回导管用于将来自所述飞行器厨房的空气返回到所述制冷系统。
4.根据权利要求1或2所述的温度控制系统，还包括：与所述热交换器靠近的定位在所述制冷机架中的风扇。
5.根据权利要求1或2所述的温度控制系统，其中，所述蒸汽循环制冷系统包括电子控制器。
6.根据权利要求5所述的温度控制系统，其中所述电子控制器包括用于监测和控制所述系统的操作的显示面板和用户界面。
7.根据权利要求1或2所述的温度控制系统，其中，所述蒸汽循环制冷系统包括多个风扇，所述多个风扇用于在蒸发器上方吸取空气。
8.一种用于飞行器厨房的温度控制系统，所述系统包括：
(a)厨房外壳，其用于容纳并排放置并且在所述厨房外壳中的收起位置和所述厨房外壳外的调配位置之间可移动的多个厨房手推车；
(b)制冷机架，其定位在所述厨房外壳中并且当处于所述收起位置时在相邻厨房手推车之间的所述厨房外壳的区域中从所述厨房外壳中的前方位置延伸到后方位置；
(c)蒸汽循环制冷系统，其包括定位在所述制冷机架中的压缩机、热交换器、膨胀阀、蒸发器和液体冷却冷凝器，并且所述蒸汽循环制冷系统在所述制冷机架中从所述厨房外壳中的所述前方位置延伸到所述后方位置；
(d)在所述蒸汽循环制冷系统的后表面上的分配通风孔，所述分配通风孔用于将冷冻空气分配到所述厨房外壳的后部；
(e)设置在所述制冷机架的上表面下方的返回导管，所述返回导管用于将来自所述飞行器厨房的空气返回到所述制冷系统；以及
(f)与所述热交换器靠近的定位在所述制冷机架中的风扇，所述风扇用于使所述厨房外壳内的空气循环。
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