ES2349206B1 - Dispositivo de control de la demanda de ventilacion y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra. - Google Patents
Dispositivo de control de la demanda de ventilacion y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra. Download PDFInfo
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Abstract
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.
Description
Dispositivo de control de la demanda de
ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave en
tierra.
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.
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.
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 y no se
han actuado los medios de arranque de los mismos, y además 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, todo ello para gobernar la
ventilación y accionamiento de aire según el mínimo establecido
mediante la señal de funcionamiento en modo ecológico, con
independencia de la diferencia entre la temperatura seleccionada y
la medida.
Esta configuración presenta la gran ventaja de
que cuando la aeronave se encuentra estacionada en tierra y se
selecciona el modo ecológico de funcionamiento se genera un nuevo
modo de funcionamiento que no responde a la lógica que de forma
general se ha descrito en el apartado anterior, sino que se
proporciona una función limitada de ventilación y acondicionamiento
de cabina pudiendo establecer una señal de demanda en función de
parámetros ambientales como la temperatura ambiente del exterior, la
presión (altura barométrica), o simplemente un límite, fijando para
cada una de ellas un mínimo óptimo insensible a otro tipo de
variables de modo que el nivel de demanda hace que el consumo de
energía, y más concretamente de combustible en el caso del APU, como
generador directo de potencia neumática o como generador de potencia
eléctrica a los compresores neumáticos, se reduzca al mínimo óptimo,
reduciendo asimismo al mínimo el nivel de contaminantes descargados
a la atmósfera del aeropuerto y reduciendo igualmente al mínimo los
niveles de ruido. Cabe comentar que al fijar la señal de demanda a
un mínimo óptimo, no solo se reduce el nivel de ruido emitido por
el APU, sino también por el de los medios neumáticos de
acondicionamiento de aire y el de los equipos asociados.
La invención prevé que la señal de
funcionamiento ecológico sea función de al menos un parámetro, como
por ejemplo puede ser la temperatura exterior de la aeronave, la
presión exterior, o ambas.
La invención también prevé que la señal de
funcionamiento ecológico sea un valor fijo previamente
establecido.
Los medios de alimentación neumática pueden
estar constituidos por la unidad de potencia auxiliar (APU) que la
aeronave incorpora convencionalmente, pero también cabe la
posibilidad de que dichos medios estén constituidos por compresores
neumáticos alimentados eléctricamente, que convencionalmente
incorpora la aeronave.
La invención también prevé que los medios de
alimentación eléctrica puedan estar constituidos por el APU de la
aeronave o por una unidad e alimentación eléctrica externa a la
aeronave.
Los medios de selección de un modo ecológico de
funcionamiento de ventilación y acondicionamiento, 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, así como los medios de generación de una señal
de funcionamiento en modo lógico, todos ellos pueden estar incluidos
en los medios neumáticos de acondicionamiento de aire, o bien en los
medios de alimentación neumática, o en los medios compresores
neumáticos alimentados eléctricamente o en los medios de
alimentación eléctrica, o en cualquier combinación de ellos.
Respecto a los medios de selección de un medio
ecológico de funcionamiento, cabe señalar que éstos están
constituidos por un selector que, o bien se conecta a los medios de
generación de una señal de funcionamiento en modo ecológico mediante
cableado, o bien mediante una ethernet, o combinación de ambos. En
una realización de la invención se prevé que los medios de selección
de una medio ecológico de funcionamiento estén incluidos en los
medios de generación de una señal de funcionamiento en modo
ecológico.
Además el dispositivo de la invención al igual
que se establece convencionalmente, prevé que la temperatura
interior de la aeronave pueda ser una temperatura global o una
temperatura por sectores para gobernar el funcionamiento del
dispositivo según ha sido descrito.
A continuación para facilitar una mejora
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con
carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de
la invención.
Figura 1.- Muestra un diagrama esquemático de un
sistema convencional de demanda de ventilación y acondicionamiento
de aire de una aeronave, en la que los medios neumáticos de
acondicionamiento del aire, montados en la cabina de una aeronave,
son alimentados neumáticamente por el APU.
Figura 2.- Muestra un diagrama esquemático
convencional similar al de la figura anterior, pero en este caso los
medios neumáticos de acondicionamiento de aire son alimentados
mediante medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente
por el APU.
Figuras 3 a 5.- Muestran diferentes ejemplos de
aplicación de la invención de acuerdo con el sistema convencional
mostrado en la figura 1 en el que el APU es el que se emplea como
generador neumático para proporcionar el aire a los medios
neumáticos de acondicionamiento de aire. Así en la figura 3 se
muestra una realización en la que los medios de selección de un modo
ecológico de funcionamiento de ventilación y acondicionamiento de
aire se conectan al APU; en la figura 4 dichos medios de selección
de un modo ecológico de funcionamiento de ventilación y
acondicionamiento de aire se conectan a los medios neumáticos de
acondicionamiento de aire, en la figura 5 se conectan a otro
controlador.
Figuras 6 a 8.- Muestran un posible ejemplo de
aplicación de la invención de acuerdo con el sistema convencional de
la figura 2 en el que el APU constituye un generador eléctrico que
alimenta a los medios compresores neumáticos alimentados
eléctricamente. Así en la figura 6 se muestra una realización en la
que los medios de selección de un modo ecológico de funcionamiento
de ventilación y acondicionamiento de aire se conectan directamente
a los medios compresores neumáticos alimentados eléctricamente, en
la figura 7 dichos medios de selección de un modo ecológico de
funcionamiento de ventilación y acondicionamiento de aire se
conectan a los medios neumáticos de acondicionamiento de aire, y en
la figura 8 a otro controlador.
Figura 9.- Muestra un diagrama de bloques
funcional del dispositivo de la invención para su aplicación a las
realizaciones de las figuras 3, 5, 6 y 8.
Figura 10.- Muestra un diagrama de bloques
funcional similar al de la figura anterior, pero para el caso en el
que se aplica las realizaciones de las figuras 4 y 7.
A continuación se realiza una descripción de la
invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
En primer lugar y con ayuda de la figura 1, se
describe de forma genérica la configuración de una posible
realización que convencionalmente presentan los sistemas de
ventilación y acondicionamiento de aire de una aeronave. En este
caso se prevé una unidad de potencia auxiliar (APU) 1 que constituye
un medio de alimentación neumática, que está conectado a unos medios
neumáticos de acondicionamiento de aire 2 que realizan la
ventilación y acondicionamiento de aire en la cabina 3 de la
aeronave(por cabina se entiende la zona presurizada de la
aeronave). En este caso, para mantener la ventilación y
acondicionamiento de aire adecuados, la demanda de aire la realizan
los medios neumáticos de acondicionamiento de aire 2 sobre el APU 1
el cual suministra el aire requerido para mantener la temperatura
adecuada en el interior de la cabina 3, en función de la temperatura
seleccionada y la temperatura medida.
Los sistemas convencionales de ventilación y
acondicionamiento de aire convencionales, también están conectados a
los motores 18 de la aeronave, para proporcionan alimentación
neumática cuando están en funcionamiento, por lo que en este caso
los motores deben de estar parados o su conducción neumática ha de
estar interrumpida.
En la figura 2 se muestra otra posible
realización en la que los medios neumáticos de acondicionamiento de
aire 2 están conectados a unos medios compresores neumáticos
alimentados eléctricamente 4, de manera que el aire demandado por
los medios 2 para mantener la temperatura de la cabina 3 al nivel
adecuado, es proporcionado por los medios 4, los cuales, en este
caso son alimentados eléctricamente por el APU de suministro de
energía eléctrica 1a.
Tal y como fue comentado en el apartado
Antecedentes de la Invención estos sistemas presentan el
inconveniente de que cuando el nivel de demanda de ventilación y
acondicionamiento de aire asciende, es decir aumenta la diferencia
entre la temperatura seleccionada y la temperatura medida, se
produce un incremento de potencia que se traduce en un aumento del
consumo de combustible para el sistema generador de potencia, es
decir cuando la señal de demanda se incrementa en un determinado
porcentaje, ello hace que se incremente en igual medida el nivel de
potencial a desarrollar por el APU 1, lo que se traduce en un
aumento del consumo del combustible y un incremento del ruido
generado por el APU 1. En el caso de los medios compresores
neumáticos 4, si la demanda se incrementa en un tanto por ciento
determinado, la potencia eléctrica consumida por ello se incrementa
de igual manera con lo que el APU la incrementa el consumo del
combustible, incrementando igualmente las emisiones contaminantes y
el ruido generado, para este ejemplo se ha seleccionado el APU la
únicamente como fuente de suministro eléctrico.
Para resolver este inconveniente, la invención
ha desarrollado un nuevo dispositivo que cuando el avión se
encuentra estacionado en tierra permite la selección de un modo
ecológico de funcionamiento de ventilación y acondicionamiento de
aire, para lo que se prevén medios 5 de selección de un modo
ecológico de funcionamiento de ventilación y acondicionamiento de
aire, que están constituidos por un mando selector 5, tal y como se
muestra en las figuras. El mando 5 puede ser de cualquier
naturaleza, como por ejemplo un selector rotatorio, un menú de
pantalla, o cualquier otro.
En las figuras 3 a 5, se muestran diferentes
ejemplos de aplicación de la invención para el caso de la figura 1,
en los que los medios 2 solicitan la demanda de aire al APU 1, el
cual proporciona el aire requerido.
En la figura 3, al seleccionarse mediante el
mando 5 el modo ecológico de funcionamiento de ventilación y
acondicionamiento de aire, esto se indica al controlador del APU 1,
el cual selecciona un modo ecológico de funcionamiento que limita la
ventilación y acondicionamiento de la cabina 3 que es función de
parámetros ambientales como la temperatura ambiente del exterior, la
presión (altura barométrica), o simplemente un límite previamente
establecido, de forma que fija para cada una de ellas un mínimo
óptimo insensible a otro tipo de variables, de modo que el nivel de
demanda hace que el consumo de combustible por el APU 1 disminuya,
todo ello de la forma que será descrita con posterioridad, para lo
que el dispositivo de la invención puede estar incorporado en el
propio APU 1.
La referencia numérica 6, indica el selector de
la temperatura que convencionalmente se incluye en el interior de la
cabina 3 y que se conecta a los medios neumáticos de accionamiento
de aire 2. La referencia 8 indica los sensores que miden la
temperatura de la cabina 3.
Por consiguiente en este caso es el APU 1 el que
detecta la selección directa del modo ecológico de
funcionamiento.
En la figura 4 se muestra otra realización en la
que el selector 5 se conecta a los medios neumáticos de
acondicionamiento de aire 2, de forma que son éstos los que detectan
la selección de este modo de funcionamiento, y lo indican al APU 1
para que gobierne éste el modo ecológico de funcionamiento.
En la figura 5 se muestra otra realización en la
que el selector 5 está conectado a otro controlador 7, desde el cual
al detectarse esta selección y se indica a los medios 2 y desde
éstos al APU 1, o el controlador 7 lo indica directamente al APU 1,
tal y como se muestra mediante línea de trazos.
Lo descrito anteriormente, también es aplicable
para el sistema convencional presentado en la figura 2, pero en este
caso se emplea un APU la que realiza la alimentación eléctrica de
los compresores neumáticos 4.
De forma equivalente, en la figura 6, el
selector 5, se conecta a los medios compresores neumáticos
alimentados eléctricamente 4, de manera que son ellos los encargados
de proporcionar el aire adecuado cuando se detecta el modo ecológico
de funcionamiento.
En la figura 7 el selector 5 se conecta
directamente a los medios 2 y desde éstos se comunica el modo de
funcionamiento ecológico a los medios 4.
En la figura 8 el selector 5 se conecta
directamente a otro controlador 7 que o bien se conecta a los medios
2 o a los medios 4.
Respecto al selector 5, cabe señalar que éste
puede estar incorporado en cualquier parte del avión como por
ejemplo puede ser el selector de temperatura de la cabina 3, en la
cabina de pilotos, en el panel de mandos de control de temperatura
para la tripulación, en el terminal de mantenimiento de abordo, en
el propio dispositivo de la invención, etc.
En la figura 9 se muestra un ejemplo de
implementación del dispositivo de la invención que es válido para
las figuras 3, 5, 6 y 8.
Según el funcionamiento convencional descrito
con anterioridad los medios neumáticos de acondicionamiento de aire
2 están conectados a diferentes sensores 8 de medida de la
temperatura de la cabina 3, y a un selector de temperatura 6 de
selección de la temperatura deseada en la cabina 3, para generar una
señal de demanda correspondiente a una cantidad de aire a renovar
que se ajusta en función de la temperatura interior seleccionada
mediante el selector 6 y la temperatura real medida mediante los
sensores 8, de forma que la señal de demanda 9 es menor cuanto más
próximas se encuentren ambas temperaturas alcanzando una condición
estacionaria cuando ambas temperaturas coinciden. Esta condición
estacionaria puede ser desde 0 hasta el 100% en función de la
diferencia existente entre ambas temperaturas, tal y como fue
descrito en el apartado Antecedentes de la Invención, de manera que
el funcionamiento se realiza de manera convencional siempre que no
se requiera el funcionamiento en modo ecológico mediante la
actuación del selector 5, en cuyo caso entra en funcionamiento el
dispositivo de la invención de la forma que a continuación se
describe.
Para permitir el funcionamiento en modo
ecológico, es necesaria la actuación del selector 5, lo cual es
detectado mediante unos medios detectores 10 que detectan la
selección de este modo de funcionamiento. Más concretamente esta
detección se realiza mediante unos medios detectores 10a de
detección del modo ecológico.
Además, para que el modo de funcionamiento
ecológico pueda aplicarse, se requiere que el avión se encuentre
estacionado en tierra, para lo que se prevén unos medios de
detección de posicionado de la aeronave en tierra 10b que realizan
la detección de una señal 11 indicativa de esta situación, como por
ejemplo puede ser una señal procedente de un sensor que incida que
sobre las patas de la aeronave se está soportando peso, y en
consecuencia la aeronave está posicionada en tierra.
Además se precisa que los motores del avión se
encuentren parados, para lo que las señales 12 que convencionalmente
incorporan las aeronaves indicativas de que el motor se encuentra
apagado se aplican al detector 10, y más concretamente a unos medios
detectores 10c.
Además, para que pueda aplicarse el modo de
funcionamiento ecológico, se debe cumplir que el APU neumático 1,
para el caso de las figuras 3, 5, 6 y 8, esté activado, y para el
caso del APU eléctrico la de las figuras 4, 7 y 10, éste esté
activado, lo cual es detectado mediante los medios de detección 10d
a los que se conecta el APU 1, la a través de la conexión 14.
En cualquiera de los casos se requiere realizar
la detección de que se está proporcionando aire, para lo que el
controlador del APU 1, 1a, mediante una conexión 15, se conecta a
unos medios de detección 10e que detectan cuando el APU 1, la está
proporcionando aire.
Cuando se detectan todos los requisitos
anteriores, los medios de detección 10 generan una señal de
funcionamiento en modo ecológico 16 que se aplica al controlador
incluido en el APU 1, o en el caso de la figura 10 (válido para los
casos de las figuras 4 y 7) se aplica al controlador incluido en los
medios neumáticos de acondicionamiento de aire 2.
Los medios de detección 10 pueden estar
constituidos por ejemplo por un filtro equivalente a una puerta
lógica AND que al detectar que se dan todas las condiciones
anteriores genera la señal en modo ecológico.
Además el dispositivo de la invención, una vez
generada la señal del modo ecológico 16 ha de verificar que no se
han actuado los medios de arranque de los motores 13, que
convencionalmente incorpora el avión, para lo que dichos medios de
arranque de los motores 13 están conectados al controlador del APU 1
de forma que al detectar la señal en modo ecológico 16, si además
detecta que los medios 13 no han sido actuados, entonces el APU 1 se
pone en modo de funcionamiento ecológico, de manera que comanda la
señal al actuador convencional de los vanos guiados de entrada 17
(IGV) que abren o cierran más o menos el área de paso hacia el
compresor de carga del APU 1 y de igual manera regulan la masa de
aire que se transfiere a los medios neumáticos de acondicionamiento
de aire 2. El IGV convencionalmente se incluye en el APU.
Los medios 13, están constituidos por un
interface que convencionalmente incorpora la aeronave y que genera
señales referentes al modo de arranque de los motores (MES; Main
Engine Start).
Para el caso en que no se haya producido la
señal de funcionamiento en modo ecológico 16, la señal hacia el
actuador del IGV 17 depende de la señal de demanda 9 convencional
descrita anteriormente, pero en el caso en el que se haya generado
la señal de funcionamiento en modo ecológico 16 y los medios de
arranque de los motores 13 no hayan sido actuados, y lógicamente los
motores no están arrancados, se regula el posicionado de IGV 17 en
función del porcentaje establecido por la señal en modo ecológico
16, que puede ser establecida en función de parámetros ambientales,
tales como la temperatura ambiente del exterior, la altura, o
simplemente un límite, en cuyo caso el APU 1 detecta estas
temperaturas o establece el límite previamente fijado.
Por ejemplo, seleccionada una temperatura de 23º
en el interior de la cabina 3 de la aeronave, habiendo una
temperatura ambiente exterior de 5º, la demanda neumática generada
desde los medios 2 hacia el controlador del APU 1 podría ser del 60%
en condiciones estacionarias ya que la diferencia de la señal de
temperatura seleccionada 6 y la temperatura medida 8, es
considerable.
En cambio estableciendo el modo ecológico se
sitúa a un nivel equivalente a 0% del modo normal de operación, que
es el valor que se ha definido para este modo de funcionamiento
ecológico, ignorando la señal de demanda 9 proveniente de los medios
2.
Como resultado el APU 1 proporciona una demanda
equivalente al 0% correspondiente a la Ley establecida para el modo
ecológico. Para ello los IGVs 17 en una posición que corresponde a
la ley establecida al modo ecológico para esa temperatura de 5º en
vez de posicionarlos al equivalente al 60%, suponiendo un ahorro de
potencia neumática, una reducción de consumo de combustible y una
reducción del ruido emitido por el APU, en demérito de una reducción
en la actuación de los medios neumáticos de acondicionamiento de
aire 2.
Todo lo descrito anteriormente es similar para
el caso de la figura 10, pero en este caso los medios de arranque de
los motores 13, aparte de que puedan estar conectados al controlador
del APU eléctrico 1b, también se conectan al controlador de los
medios neumáticos de acondicionamiento de aire 2, en los que al
recibirse la señal en modo ecológico 16, verifica si se han actuado
o no los medios 13, generando la señal 9 o 16 según fue comentado
para el caso anterior, de manera que el controlador del APU 1b
gobernará la posición de los IGVs 17 en función de que reciba la
señal 9 o 16 de la forma en que ya fue descrita para el caso de la
figura 9.
Claims (9)
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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| ES200702560A ES2349206B1 (es) | 2007-10-01 | 2007-10-01 | Dispositivo de control de la demanda de ventilacion y acondicionamiento de aire de una aeronave en tierra. |
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