Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CABIN AIR INLET MODULE, AND CABIN AIR INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/172252
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cabin air inlet module (16). The cabin air inlet module (16) has a flow channel body (8). The flow channel body (8) has at least one wall which delimits a flow channel in which feed air (5) is supplied to a zone (2) of a cabin (3). The cabin air inlet module (16) has an electric heating element (9) which is used for warming the feed air (5). It is proposed according to the invention that the electric heating element (9) be designed as an areal element (in particular as a heating paper, heating fabric, heating foil or heating lacquer) which extends along a wall of the flow channel body (8). The cabin air inlet module (16) according to the invention is positioned with a small spacing (25) upstream of an inlet opening (6) into the zone (2) of the cabin (3). The cabin air inlet module (16) according to the invention is used for controlling the temperature of zones (2) of a cabin (3) of an aircraft in accordance with demand.

Inventors:
BOSBACH, Johannes (Hainbuchenstraße 31, Kassel, 34128, DE)
DEHNE, Tobias (Wasserfurche 4, Einbeck-Dassensen, 37574, DE)
WERNER, Felix (Am Eichenstieg 26, Gillersheim, 37191, DE)
HESSELBACH, Florian (Ingeborg-Bachmann-Straße 17, Blaustein, 89134, DE)
STAUDIGEL, Norbert (Friesenweg 35, Neu-Ulm, 89233, DE)
UTIKAL, Sven (Mittelweg 4, Burgrieden, 88483, DE)
Application Number:
EP2018/056828
Publication Date:
September 27, 2018
Filing Date:
March 19, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DEUTSCHES ZENTRUM FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT E.V. (Linder Höhe, Köln, 51147, DE)
DIEHL AVIATION LAUPHEIM GMBH (Am Flugplatz, Laupheim, 88471, DE)
International Classes:
B64D13/08
Domestic Patent References:
WO2002036425A22002-05-10
Foreign References:
US20090134677A12009-05-28
DE102011121053A12013-06-20
US2519109A1950-08-15
DE10361709B42008-08-07
US20030141413A12003-07-31
FR2485473A11981-12-31
US1490088A1924-04-15
US4814579A1989-03-21
Attorney, Agent or Firm:
REHBERG HÜPPE + PARTNER PATENTANWÄLTE PARTG MBB (Robert-Gernhardt-Platz 1, Göttingen, 37073, DE)
Download PDF:
Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Kabinenluft-Einlassmodul (16) mit

a) einem Strömungskanalkörper (8), welcher mindestens eine Wandung (28, 29, 30) aufweist, die mindestens einen Strömungskanal begrenzt, in welchem durch die Wandung (28, 29,30) Zuluft (5), die einer Kabine (3) zugeführt wird, geführt ist,

b) einem elektrischen Heizelement (9), mittels dessen einer Erwärmung der Zuluft (5) herbeiführbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

c) das elektrische Heizelement (9) als Flächenelement (33) ausgebildet ist, welches sich entlang der Wandung (28, 29, 30) erstreckt.

2. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Heizelement (9)

a) in die Wandung (28, 29, 30) eingebettet ist oder

b) an der Wandung (28, 29, 30) anliegt und/oder der Wandung (28, 29, 30) befestigt ist.

3. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanalkörper (8)

a) ein eine Wandung (28) bildendes Strömungsrohr (28) und

b) mindestens ein im Innenquerschnitt (27) des Strömungsrohrs (28) angeordnetes und eine Wandung (29, 30) bildendes Leitelement (31 ) aufweist.

4. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein im Innenquerschnitt (27) des Strömungsrohrs (28) angeordnetes Leitelement (31 ) spiral- oder wendeiförmig ausgebildet ist.

5. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass innenliegend von dem spiral- oder wendeiförmigen Leitelement (31 ) ein freier Durchtrittsquerschnitt (36) vorhanden ist.

6. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leitelement (31 ) Teilströmungskanäle (32) voneinander trennt.

7. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsrohr (26) und das mindestens eine, im Innenquerschnitt (27) des Strömungsrohrs (26) angeordnete und eine Wandung (29, 30) bildende Leitelement (31 ) von Teilrohrsegmenten (34) gebildet sind.

8. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Teilrohrsegment (34) in mindestens einem Mantelkörper (43) angeordnet sind.

9. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder ein Heizelement (9)

a) zwischen zwei Wandungen (29a, 30b; 29b, 30c; 29c, 30d; 29d, 30a) angeordnet ist und mit diesen in Kontakt steht oder stofflich an diese angebunden ist und/oder

b) zwischen dem oder einem Teilrohrsegment (34) und dem oder einem Mantelkörper (43) angeordnet ist und mit diesen in Kontakt steht oder stofflich an diese angebunden ist.

10. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanalkörper (8), ein Strömungsrohr (26) und/oder ein Teilrohrsegment (34) mit einem extrudierten Polycarbonat-Material hergestellt sind/ist.

1 1 . Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente des Kabinenluft-Einlassmoduls (16) teilweise oder ausschließlich stoffschlüssig oder über einen Klebstoff miteinander verbunden sind.

12. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Heizelement (9)

a) als Heizmatte oder

b) als Heizlack

ausgebildet ist.

13. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmatte mit einem Material beschichtet oder in dieses eingebettet ist, welches eine Durch- schlag-lsolation von zumindest 500 V aufweist.

14. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanalkörper (8) mit einem Dämmmaterial ummantelt ist.

15. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Heizelement (9) in und/oder entlang dem Strömungskanalkörper (8) über eine Länge im Bereich von 20 mm bis 200 mm erstreckt.

16. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabinenluft-Einlassmodul (16) einen Sensor aufweist.

17. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabinenluft-Einlassmodul (16) eine elektronische Steuereinheit (13) aufweist, welche unter Berücksichtigung eines Signales eines Temperatursensors (14; 38) eine Regelung der elektrischen Beaufschlagung des Heizelements (9) durchführt zur Gewährleistung einer Solltemperatur der aus dem Kabinenluft-Einlassmodul (16) ausströmenden Zuluft (5) oder der Zone (2) der Kabine (3).

18. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabinenluft-Einlassmodul (16) einen Eingang (21 a) aufweist, über welchen die Steuereinheit (13) mit einer Steuereinheit (49) eines Kabinenmanagementsystems (39) zur Vorgabe der Solltemperatur verbindbar ist.

19. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabinenluft-Einlassmodul (16) einen Eingang (21 a) aufweist, über welchen das Kabinenluft-Einlassmodul (16) mit einem Temperatursensor (38) verbindbar ist, welcher in einer Zone (2) der Kabine (3) angeordnet ist, die über das Kabinenluft-Einlassmodul (16) mit Zuluft (5) versorgt wird.

20. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Steuereinheit (13; 40) Steuerlogik aufweist und/oder

b) ein ON-OFF-Schaltelement vorhanden ist,

mittels welcher oder welchem eine ON-OFF-Regelung des Heizelements (9) erfolgt.

21 . Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (13; 40) Steuerlogik aufweist, mittels welcher eine PID-Regelung des Heizelements (9) erfolgt.

22. Kabinenluft-Einlassmodul (9) nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (13; 40) Steuerlogik aufweist, mittels welcher die Regelung a) ein Signal eines Sitzbelegungssensors,

b) eine Sitzbelegungsverteilung,

c) ein Signal einer Infrarotkamera, welche eine dem Kabinenluft-Einlassmodul (16) zugeordnete Zone (2) erfasst,

d) ein Signal einer Fitness- und/oder Gesundheitserfassungseinrichtung eines Passagiers und/oder

e) eine manuelle Temperaturvorgabe eines Passagiers

berücksichtigt.

23. Kabinenluft-Einlassmodul (16) nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (14; 40) stromabwärts des Heizelements (9) angeordnet ist.

24. Kabinenluftanlage (1 ) mit mehreren Kabinenluft-Einlassmodulen (16a, 16b, ...) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

a) die Kabinenluft-Einlassmodule (16a, 16b, ...) jeweils einer Zone (2a, 2b, ...) einer Kabine (3) eines Flugzeugs (37) zugeordnet sind,

b) die Kabinenluft-Einlassmodule (16a, 16b, ...) jeweils in einem Abstand (25a, 25b, ...) von einer zugeordneten Einlassöffnung (6a, 6b, ...) in die zugeordnete Zone (2a, 2b, ...) entfernt sind, der kleiner ist als 150 cm, und

b) den Kabinenluft-Einlassmodulen (16a, 16b, ...) jeweils eine Steuereinheit (10, 13) zugeordnet ist, die mit einer zentralen Steuereinheit (40) eines Kabinenmanagementsystems (39) kommunizieren.

Description:
KABINENLUFT-EINLASSMODUL UND KABINENLUFTANLAGE

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Kabinenluft-Einlassmodul, welches Verwendung finden kann in einer Kabinenluftanlage eines Luftfahrzeuges wie einem Passagierflugzeug im Bereich eines Einlasses von Kabinenluft in eine Zone einer Kabine des Luftfahrzeugs. Das Kabinenluft-Einlassmodul kann hierbei bei der Erstausstattung des Luftfahrzeugs verbaut werden oder auch zu einer Nachrüstung eines bestehenden Luftfahrzeugs verwendet werden. Möglichst aber auch, dass das Kabinenluft-Einlassmodul Einsatz findet im Bereich eines Einlass für Zuluft für eine Kabine eines Personenkraftwagens, Nutzfahrzeugs, eines Busses oder eines Schienenfahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kabinenluftanlage mit einem Kabinenluft-Einlassmodul.

STAND DER TECHNIK

Die Druckschrift DE 103 61 709 B4 beschreibt es als bekannt, eine Kabine eines Flugzeugs in einzelne räumliche Zonen aufzuteilen, in denen dann jeweils eine Regelung der Temperatur der Zuluft zu der Kabine (im Folgenden "Zuluft") erfolgt. Hierzu ist jeder Zone ein Mischventil zugeordnet. Sämtlichen Mischventilen wird einerseits aus einer Mischkammer entnommene Ventila- tionsluft zugeführt. Andererseits wird dem Mischventil heiße Triebwerks-Zapfluft zugeführt. Für jedes Mischventil erfolgt dann individuell eine Regelung der Ventilstellung des Mischventils hinsichtlich der Zumischung der heißen Zapfluft in Abhängigkeit von der Temperatur in der zugeordneten Zone der Kabine, die über einen Temperatursensor erfasst wird. Für die individuelle Regelung sämtlicher Mischventile ist ein zentraler Kabinentemperaturregler eingesetzt. Diese bekannte Lösung wird in DE 103 61 709 B4 als nachteilig kritisiert, da für jede Zone der Kabine des Flugzeugs jeweils ein Mischventil erforderlich ist, jedem Mischventil sowohl eine Leitung für die Ventilationsluft und als auch eine Leitung für die Triebwerks-Zapfluft zuzuführen ist und u. U. aus Sicherheitsgründen auch eine Installation einer Heißluft-Leckage-Überwachungseinrichtung geboten ist.

Vor diesem Hintergrund schlägt DE 103 61 709 B4 ein zentrales, für mehrere räumliche Zonen der Flugzeugkabine zuständiges Mischventil vor, welches Triebwerks-Zapfluft mit kühlerer Luft als der Triebwerks-Zapfluft mischt. Hierbei wird das zentrale Mischventil so geregelt, dass die von dem zentralen Mischventil vortemperierte Mischluft eine Temperatur aufweist, die der niedrigsten Solltemperatur aller an das Mischventil angeschlossenen Zonen der Kabine entspricht. Die von dem Mischventil abgegebene derart vortemperierte Mischluft wird dann über parallele Leitungen den Zonen der Kabine zugeführt. Um eine individuelle Erhöhung der Temperatur in einzelnen Zonen zu ermöglichen, sind in den Leitungen, über die die von dem Mischventil vortemperierte Mischluft den Zonen zugeführt wird, Heizeinrichtungen angeordnet, deren Heizleistung individuell derart geregelt wird, dass die von dem Mischventil vortemperierte Mischluft so erwärmt wird, dass sich in den Zonen der Flugzeugkabine jeweils die gewünschten Solltempe- raturen ergeben. Als vorteilhaft hinsichtlich dieser Lösung wird in DE 103 61 709 B4 angesehen, dass sich gegenüber dem genannten Stand der Technik die Zahl der erforderlichen Mischventile reduziert und sich die Anzahl und die Länge der erforderlichen Leitungen für die Führung der Triebwerks-Zapfluft reduziert. DE 103 61 709 B4 schlägt des Weiteren vor, die Heizeinrichtung nahe bei den Einlässen in die räumlichen Zonen der Flugzeugkabine anzuordnen. Hierbei sollen die Heizeinrichtungen als elektrische Heizelemente in Form von Heizspiralen ausgebildet sein, die von der vortemperierten Mischluft durchströmt werden. Über einen Sensor kann abstromseitig der Heizeinrichtung eine Erfassung der Temperatur der der jeweiligen Zone der Kabine zugeführten Zuluft erfasst werden. Zusätzlich kann stromabwärts des Mischventils und stromaufwärts der Heizelemente ein Sensor die Temperatur der vortemperierten Mischluft erfassen. In einer Regeleinrichtung kann eine Charakteristik der jeweiligen Zonen der Kabine berücksichtigt werden. Die Sensoren, Heizeinrichtungen und die Regeleinrichtung können über einen oder mehrere Datenbusse miteinander kommunizieren. Möglich ist, dass eine übergeordnete zentrale Regelungseinrichtung mit jeweils den Heizelementen zugeordneten dezentralen Regelungseinrichtungen in Wechselwirkung steht. In diesem Fall werden die Signale der Sensoren, die die Temperatur in den Zonen erfassen, und die Signale von Gebern, über die eine Vorgabe einer Solltemperatur in den Zonen möglich ist, den zugeordneten dezentralen Regelungseinrichtungen zugeführt. US 2003/0141413 A1 widmet sich den besonderen Gestaltungen der Temperierung der Zuluft in Ruhebereichen des Flugzeugpersonals in einem Flugzeug. Hier findet eine Heizeinrichtung des Unternehmens Goodrich Aerospace mit der Kennzeichnung PN 4E3239-1 Einsatz, die einen effizienten Wärmeübergang zu der Zuluft gewährleisten soll, ohne die Luftströmung zu behindern. Weiterer Stand der Technik ist aus FR 2 485 473 A1 bekannt.

WO 02/36425 A2 offenbart eine Heizeinrichtung für ein Luftfahrzeug, die in einem zentralen Luftkanal im Bodenbereich des Luftfahrzeugs angeordnet werden kann und stromaufwärts von mehreren in Längsrichtung über den Bodenbereich des Luftfahrzeugs angeordneten Auslässen angeordnet ist. Über die Heizeinrichtung sollen die thermischen Bedingungen für das Personal, Passagiere und Einrichtungen beeinflusst werden, wobei die Auslässe im Bereich der Toiletten, der Passagiersitze, des Cockpits, des Frachtraums oder in anderen Bereichen angeordnet sein können. Die in dem Zuführkanal für die Kabinenluft angeordnete Heizeinrichtung weist einen Ventilator zur Förderung der Kabinenluft sowie eine stromabwärts des Ventilators angeordnete langgestreckte Heizspirale auf. Die Heizspirale besitzt ein äußeres zylindrisches Rohr, ein blatt- oder plattenartig spiralförmig um die Längsachse des Rohrs gewundenes Verbundmaterial sowie sich radial im Eintrittsbereich der Heizspirale erstreckende Halteelemente, mittels welchen das Verbundmaterial an dem Rohr gehalten ist und die im Querschnitt spiralförmige Konfiguration des Verbundmaterials aufrechterhalten wird. Da sich das spiralförmig gewundene Verbundmaterial nicht bis zur Längsachse des Rohres erstreckt, ergibt sich im Inneren der Heizspirale eine Durch- trittsbahn, die in WO 02/36425 A2 als im Wesentlichen zylindrisch beschrieben ist, während sich radial außen liegend hiervon im Querschnitt spiralförmige Durchgangsbahnen mit konstanter radialer Erstreckung der Durchgangsbahn für die Kabinenluft ergeben. Das Verbundmaterial besteht aus einer Trägerschicht sowie Isolationsschichten, zwischen welchen ein elektrisches Heizelement sandwichartig aufgenommen ist. Strömt die Kabinenluft entlang der Oberflächen des Verbundmaterials, soll die elektrisch erzeugte Wärme der Heizelemente über Konvektion an die Kabinenluft übertragen werden. Das Heizelement kann eine geätzte Metallschicht aufweisen (beispielsweise geätztes 302 Edelstahl, Inconel 600 (eingetragene Marke), eine Kupferlegierung, Konstantan (eingetragene Marke) oder ein anderes elektrisch leitfähiges Material. Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines Heizwiderstandsdrahtes als Heizelement. Die Isolationsschichten kön- nen aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen, beispielsweise Fiberglas/Epoxy, Fiberglas/Silikon oder Kapton (eingetragene Marke). Die Heizspirale wird hergestellt durch Ätzen der elektrisch leitfähigen Schicht und schichtweisen Aufbau des Verbundmaterials. Parallel wird eine Formgebungsschicht hergestellt, deren Verlauf der Schichtdicke dem Verlauf der Höhe der spiralförmigen Strömungskanäle entspricht. Die Formgebungsschicht und das Verbundmaterial werden dann gemeinsam ohne Ausbildung von Zwischenräumen zu einer zylindrischen Rolle auf einen zylindrischen Kern aufgerollt. Nach einem Aushärten des Verbundmaterials in einem Ofen und Autoklaven werden der zylindrische Kern und die Formgebungsschicht entfernt. Weitere in WO 02/36425 A2 beschriebene und dargestellte Ausführungsformen betreffen Heizspiralen mit veränderlicher Spalthöhe der spiralförmigen Durchtrittsbahnen und/oder einer variierenden Dichte und Heizleitung der Heizelemente entlang des spiralförmigen Querschnitts der Heizspirale. Die nicht gattungsgemäße Druckschrift US 1 ,490,088 A betrifft eine Trocknungseinrichtung im Sanitärbereich oder für Anwendungen, bei welchen eine Trocknung durch einen Strom trockener Luft bewirkt werden soll. Die Trocknungseinrichtung verfügt über einen Lüfter mit einer Auslassdüse. In die Auslassdüse ist ein isolierender Ring eingeschraubt, der im Einlassbereich auf im Querschnitt gegenüberliegenden Seiten Abflachungen aufweist, im Bereich welcher elektrische Stecker montiert sind. Die Stecker verfügen über gabelförmige Aufnahmen, in welchen lösbar Kontaktelemente einer Heizspirale angeordnet werden können. Die Heizspirale ist von einer isolierenden und schützenden Ummantelung umgeben. An der Ummantelung ist ein sich entlang der Auslassdüse erstreckender Widerstandskern gehalten, welcher aus zwei kreuzartig angeordneten Glimmerplatten besteht. Hierbei reduziert sich die radiale Erstreckung einer Glimmerplatte von dem Ventilator zur Auslassöffnung, während sich die radiale Erstreckung der anderen Glimmerplatte in diese Richtung vergrößert. Somit erstreckt sich die erstgenannte Glimmerplatte auf der dem Ventilator zugeordneten Seite über den gesamten Querschnitt des Strömungskanals, während diese sich im Bereich der Auslassöffnung nur über einen Teilquerschnitt erstreckt und das Entsprechende für die andere Glimmerplatte in umgekehrter Richtung gilt. Ein Widerstands- draht ist in Strömungsrichtung spiralförmig um die Glimmerplatten gewunden, was zur Folge hat, dass sich der Widerstandsdraht versetzt und mit unterschiedlichen Neigungswinkeln jeweils in viertelkreissegmentförmigen Strömungskanälen, die durch die Glimmerplatten begrenzt sind, erstreckt.

US 4,814,579 A offenbart einen grundsätzlich geschlossenen Kabinenluftkreislauf, in dem die Kabinenluft zwischen einem zentralen Auslass und einem zentralen Einlass umgewälzt wird. In dem geschlossenen Kreislauf wird eine Kühleinheit von einem Antrieb einer rechten Tragfläche angetrieben, während eine elektrische Heizeinrichtung, welche auf einem Widerstand basiert, von einem Antrieb der linken Tragfläche mit Leistung versorgt wird. Der zentrale Einlass für die derart temperierte Kabinenluft ist in der Mitte zwischen einer vorderen Sitzreihe und einer mittleren Sitzreihe angeordnet. Im Bereich einer Nase des Luftfahrzeugs entnommene Frischluft kann dem Kreislauf zugeführt werden, wobei eine Regelung der Menge der Frischluft über eine Drosselklappe erfolgt. In einem durchströmten Innenrohr sind keramische Tragplatten angeordnet und gehalten, wobei die Tragplatten parallel zueinander und in Strömungsrichtung orientiert sind. Zwischen den Keramikplatten erstrecken sich quer zur Strömungsrichtung orientierte keramische Stangen, die wiederum mit keramischen Spulenhaltern verbunden sind. Die Spulenhalter verfügen über Ausnehmungen, in welchen Heizspiralen angeordnet sind. In dem Innenrohr kann auch ein Temperaturschalter angeordnet sein, der die Leistungsversorgung der Heizspiralen deaktiviert, wenn eine vorbestimmte Temperatur erreicht ist.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabinenluft-Einlassmodul und eine Kabinenluft- anlage vorzuschlagen, welches oder welche insbesondere hinsichtlich - der bedarfsgerechten Temperierung von Zuluft in einer Zone einer Kabine,

der Durchmischung der Zuluft und der Kabinenluft in einer Zone der Kabine,

der Homogenität der Temperaturverteilung,

des Leitungsaufwandes,

der Schnelligkeit der Erwärmung von Kabinenluft in einer Zone der Kabine,

- des Wirkungsgrads,

des Herstellungsaufwandes,

des Gewichts und/oder

der Berücksichtigung unterschiedlicher Betriebs- und U mgebu ngsparameter für die Temperierung der Zuluft und der Kabinenluft verbessert ist. LÖSUNG

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird ein Kabinenluft-Einlassmodul vorgeschlagen. Unter einem "...modui' wird hierbei eine technische Einheit verstanden, die mit weiteren Einheiten zu einer funktionsfähigen Baugruppe zusammengefügt werden kann. In diesem Sinne kann das Kabinenluft-Einlassmodul somit mit weiteren Bestandteilen der Kabinenluftanlage insbesondere des Luftfahrzeugs zu der funktionsfähigen Kabinenluftanlage kombiniert werden. Das Kabinenluft-Einlassmodul kann einstückig ausgebildet sein oder dieses kann aus einer Baugruppe mehrerer Komponenten bestehen, welche miteinander montiert sind, als Teilmodule ausgebildet sein können oder beliebig anderweitig zu einer singulären Baueinheit zusammengefasst sein können.

Das erfindungsgemäße Kabinenluft-Einlassmodul ist im Einlassbereich für Zuluft in die Kabine (bzw. eine Zone derselben) angeordnet, wovon auch umfasst ist, dass das Kabinenluft-Einlassmodul einer Einlassöffnung in die Kabine weniger als 1 ,5 m, 1 m oder 50 cm vorgeordnet ist.

Erfindungsgemäß verfügt das Kabinenluft-Einlassmodul über einen Strömungskanalkörper. In dem Strömungskanalkörper strömt die Zuluft in Richtung der Kabine oder Zone der Kabine. Der Strömungskanalkörper weist mindestens eine Wandung auf. Diese Wandung begrenzt min- destens einen Strömungskanal des Strömungskanalkörpers. In dem Strömungskanal wird durch die Wandung Zuluft, die einer Kabine (oder einer Zone derselben) zugeführt wird, geführt.

Des Weiteren weist das Kabinenluft-Einlassmodul ein elektrisches Heizelement auf. Mittels des Heizelements erfolgt eine Erwärmung der Zuluft. Somit wendet sich die Erfindung von der vielfältig verwendeten Lösung ab, dass eine Temperierung der der Kabine zugeführten Zuluft ausschließlich durch Steuerung des Volumenstroms beigemischter Triebwerks-Zapfluft über ein Mischventil erfolgt. Vielmehr erfolgt erfindungsgemäß (auch) eine Erwärmung der Zuluft über ein elektrisches Heizelement. Aus dem Stand der Technik bekannte elektrische Heizelemente sind als Heizspirale ausgebildet, wobei in diesem Fall die Heizspirale in dem Strom der Zuluft angeordnet wird. Nachteilig hieran ist, dass die in dem Strom der Zuluft angeordnete Heizspirale die Strömung unerwünscht beein- flusst, wobei es beispielsweise zu unerwünschten Verwirbelungen und/oder einer unerwünschten Drosselung des Stroms der Zuluft infolge der Heizspirale kommen kann. Möglich ist auch, dass sich an Heizspiralen Kontaminationen der Zuluft ablagern, womit es im Laufe der Zeit zu einer Veränderung der Strömungsverhältnisse kommen kann. Möglich ist auch, dass abgelagerte Kontaminationen verbrennen und zu Geruchsproblemen bei der Zuluft führen können.

Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung vor, dass das elektrische Heizelement als Flächen- element ausgebildet ist, welches sich entlang der Wandung erstreckt. Da durch die Wandung Zuluft geführt wird, kann mittels des als Flächenelement ausgebildeten elektrischen Heizelements eine effiziente Erwärmung der Zuluft erfolgen.

Für die Anordnung und/oder Wirkverbindung des elektrischen Heizelements im Bereich der Wandung gibt es vielfältige Möglichkeiten. Für eine Ausgestaltung der Erfindung liegt das elek- trische Heizelement flächig an der Wandung an. Dieses kann an einer der Strömung der Zuluft zugewandten Seite der Wandung erfolgen, womit das elektrische Heizelement unmittelbar Wärme an die strömende Zuluft abgeben kann. Ebenfalls möglich ist, dass das elektrische Heizelement an einer der Strömung der Zuluft abgewandten Seite der Wandung anliegt, womit die Wärme von dem elektrischen Heizelement durch die Wandung zu der strömenden Zuluft gelangt. Die Anlage des elektrischen Heizelements an der Wandung erfolgt dabei vorzugsweise flächig, wobei auch ein geeignetes Kontaktmittel wie eine wärmeleitende Kontaktschicht, ein Kleber u. ä. zwischen Heizelement und Wandung angeordnet sein kann. Möglich ist auch, dass das elektrische Heizelement unmittelbar an der Wandung befestigt ist, was durch beliebige Befestigungsmittel wie Schrauben, Kleben u. ä. erfolgen kann. Möglich ist des Weiteren, dass das elektrische Heizelement in die Wandung eingebettet ist. Hierbei kann die Wandung beispielsweise unmittelbar in einem Spritzgussverfahren oder einem Gussverfahren an das elektrische Heizelement angegossen oder angespritzt werden. Unter "Einbetten" kann hierbei ein stoffschlüssiges Verbinden mit der Wandung verstanden werden, bei welchem das elektrische Heizelement auf einer Seite der Wandung aus dieser "herausguckt". Ebenfalls möglich ist, dass das Einbetten dadurch erfolgt, dass das elektrische Heizelement vollständig in der Wandung angeordnet ist, womit zwischen dem Heizelement und der strömenden Zuluft überall oder in wesentlichen Bereichen Material der Wandung angeordnet ist. I m Rahmen der Erfindung kann der Strömungskanalkörper einen beliebigen Querschnitt mit lediglich einem Strömungskanal oder mehreren Teilströmungskanälen aufweisen. Für eine Ausgestaltung der Erfindung verfügt der Strömungskanalkörper einerseits über ein Strömungsrohr, welches eine Wandung bildet, innerhalb welcher eine Führung der Zuluft erfolgt. Ohne dass dies zwingend der Fall ist, kann im Bereich der Wandung des Strömungsrohrs auch ein als Flächenelement ausgebildetes elektrisches Heizelement vorhanden sein . Des Weiteren weist der Strömungskanalkörper mindestens ein im Innenquerschnitt des Strömungsrohrs angeordnetes und eine (zusätzliche) Wandung bildendes Leitelement auf. Alternativ oder zusätzlich zu einem im Bereich des Strömungsrohrs angeordneten elektrischen Heizelement kann dann ein als Flächenelement ausgebildetes elektrisches Heizelement im Bereich des Leitelements angeordnet sein. Das Leitelement kann dazu dienen, entsprechend den Erfordernissen eine Führung der Zuluft vorzunehmen. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann über das Leitelement gezielt eine Verwirbelung der Zuluft herbeigeführt werden, um eine homogenere Verteilung der mittels des elektrischen Heizelements erwärmten Zuluft in dem Strömungs- querschnitt herbeizuführen. Auch möglich ist, dass über das Leitelement bereits eine Erzeugung von Strömungskomponenten erfolgt, welche im Bereich des Einlassöffn ung i n d ie Kabi ne gewünscht wird, um eine gewünschte Durchströmung der Kabine oder der Zone der Kabine mit der Zuluft herbeizuführen. U. U. kann bei Ausstattung sowohl der Wandung des Strömungsrohrs als auch der Wandung des Leitelements mit einem als Flächenelement ausgebildeten elektri- sehen Heizelement erfindungsgemäß die erwärmte Fläche, welche mit der Strömung der Zuluft in Berührung kommt, vergrößert werden, womit eine Erhöhung des Betrags der in den Volumenstrom der Zuluft eingebrachten Wärme möglich gemacht wird, woraus wiederum eine schnellere Erwärmung der Zuluft resultieren kann.

Wie zuvor erwähnt, kann die Ausrichtung und Konturierung des Leitelements beliebig sein. Mög- lieh ist beispielsweise, dass das Leitelement in einem Querschnitt des Strömungskanalkörpers quer zu einer Längsachse des Strömungskanalkörpers orientiert ist und/oder von einer Wandung eines Strömungsrohrs radial nach innen in Richtung der Längsachse orientiert ist. In diesem Fall kann eine von dem Leitelement gebildete Wandung eine Erstreckung in eine Längsebene des Strömungskanalkörpers aufweisen oder diese Wandung erstreckt sich spiral- oder wendeiförmig um die Längsachse des Strömungskanalkörpers. Das Leitelement und die von dem Leitelement ausgebildete Wandung können sich beispielsweise über die gesamte Längserstreckung des Strömungskanalkörpers, mehr als 50 % der Längserstreckung des Strömungskanalkörpers oder mehr als 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm oder sogar mehr als 40 cm in Richtung der Längserstreckung des Strömungskanal Körpers erstrecken. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung ist mindestens ein im Innenquerschnitt des Strömungsrohrs angeordnetes Leitelement (und damit u. U. auch ein etwaiges zugeordnetes Heizelement) spiral- oder wendeiförmig ausgebildet.

Hierbei kann sich eine Spiral- oder Wendelform des Leitelements über den gesamten Querschnitt des Strömungsrohrs erstrecken, womit die gesamte das Strömungsrohr durchströmende Zuluft gezwungen ist, sich entsprechend dem Leitelement spiral- oder wendeiförmig zu bewegen. U. U. kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn innenliegend von dem spiral- oder wendeiförmigen Leitelement ein freier Durchtrittsquerschnitt vorhanden ist. Somit verbleibt bei einer Projektion des Strömungsrohrs mit Leitelement entlang der Längsachse in eine Querebene innenliegend ein freier Durchtrittsquerschnitt, der beispielsweise kreisförmig ausgebildet sein kann. Der Erfindung zugrundeliegende Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einem derartigen freien Durchtrittsquerschnitt der Strom der Zuluft durch das Kabinenluft-Einlassmodul aufgeteilt wird in einen Teilstrom, der durch das Leitelement spiral- oder wendeiförmig geführt wird, sowie einen Teilstrom, der ohne wesentliche Umlenkung durch das Leitelement koaxial zu dem Strömungsrohr den freien Durchtrittsquerschnitt durchströmen kann. Möglich ist, dass sich infolge des freien Durchtrittsquerschnitts eine verringerte Drosselwirkung ergibt. Möglich ist aber alternativ oder kumulativ auch, dass sich infolge des freien Durchtrittsquerschnitts eine bessere Durchwirbelung der durch das Kabinenluft-Einlassmodul geführten Zuluft ergibt mit einer hieraus resultierenden homogeneren Temperaturverteilung.

Möglich ist, dass durch mindestens ein Leitelement (vorzugsweise mindestens zwei Leitele- mente) mindestens zwei Teilströmungskanäle des Kabinenluft-Einlassmoduls voneinander getrennt werden. Möglich ist dabei, dass die Teilströmungskanäle im Querschnitt des Strömungskanalkörpers vollständig voneinander getrennt sind, sodass ein Übertritt von Zuluft zwischen diesen in dem Querschnitt nicht möglich ist. Möglich ist aber auch, dass die Trennung der Teilströmungskanäle lediglich in Umfangsrichtung erfolgt, was vorzugsweise im radial außen liegen- den Bereich des Strömungskanals erfolgt, während mindestens eine andere Richtung ein Übertritt von Zuluft zwischen den Teilströmungskanälen möglich ist, was beispielsweise durch einen radial innenliegenden Durchtrittsquerschnitt erfolgen kann.

Ist im Bereich eines Teilströmungskanäle voneinander trennenden Leitelements oder mehrerer hierzu eingesetzter Leitelemente ein elektrisches Heizelement angeordnet, kann dieses elek- trische Heizelement multifunktional genutzt werden, indem dieses zur Erwärmung von Zuluft in beiden von dem mindestens einen Leitelement getrennten Teilströmungskanälen genutzt wird.

Möglich ist durchaus, dass das Strömungsrohr mit einer in Umfangsrichtung durchgehend umlaufenden Wandung gebildet ist. Für einen anderen Vorschlag der Erfindung finden allerdings mehrere sich in axialer Richtung des Kabinenluft-Einlassmoduls erstreckende Teilrohrsegmente Einsatz, welche sich zusammen zu dem gewünschten Querschnitt des Kabinenluft-Einlassmoduls ergänzen. Dies soll beispielhaft erläutert werden für Teilrohrsegmente, deren Querschnitt viertelkreisförmig (oder beliebig teilkreisförmig) ist. Die Teilrohrsegmente verfügen hierbei jeweils über radiale Wandungen, die für das genannte Beispiel im Querschnitt um 90° zueinander versetzt sind und im Bereich der innenliegenden Enden miteinander verbunden oder auch nicht verbunden sein können. Des Weiteren verfügen die Teilrohrsegmente über außenliegende Wandungen, welche viertelkreisförmig ausgebildet sind und die radial außenliegenden Enden der radialen Wandungen miteinander verbinden. Vier derartige Teilrohrsegmente können so miteinander verbunden werden, dass sich diese zu einem Rohrkörper mit zylindrischer Mantelfläche ergänzen, in welchem dann die Teilrohrsegmente jeweils einen Teilströmungskanal bilden. Hier- bei ist das Strömungsrohr dann von den Außenflächen der Teilrohrsegmente gebildet, während die radialen Wandungen Leitelemente bilden. In diesem Fall können für eine mögliche Ausführungsform der Erfindung elektrische Heizelemente zwischen benachbarten radialen Wandungen der benachbarten Teilrohrsegmente angeordnet sein. Möglich ist, dass im Bereich des von den Außenflächen der Teilrohrsegmente gebildeten Strömungsrohrs alternativ oder kumulativ min- destens ein elektrisches Heizelement angeordnet ist.

Möglich ist, dass die Tragstruktur des Kabinenluft-Einlassmoduls vorrangig oder ausschließlich von den vorgenannten Teilrohrsegmenten gebildet ist. Für einen alternativen Vorschlag der Erfindung sind die Teilrohrsegmente in mindestens einem Mantelkörper angeordnet, welcher diese miteinander verbinden kann und/oder zur Festigkeit des Kabinenluft-Einlassmoduls beiträgt sowie eine Verbindung des Kabinenluft-Einlassmoduls mit benachbarten Bauelementen ermöglichen kann. Möglich ist auch, dass ein elektrisches Heizelement zwischen dem mindestens einen Teilrohrsegment und dem Mantelkörper angeordnet ist.

Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist ein Heizelement zwischen zwei Wandungen angeordnet, wobei möglich ist, dass das Heizelement lediglich mit der Wandung in Kontakt steht oder aber das Heizelement stofflich an die mindestens eine Wandung angebunden ist, womit u. U. ein verbesserter Wärmetransport möglich ist.

Des Weiteren möglich ist, dass zwischen einem Teilrohrsegment und einem Mantelkörper ein Heizelement angeordnet ist, wobei auch in diesem Fall das Heizelement mit dem Teilrohrsegment und/oder dem Mantelkörper in Kontakt stehen kann oder stofflich hieran angebunden sein kann.

Für die Bestandteile des Kabinenluft-Einlassmoduls, insbesondere ein Leitelement, ein Strömungsrohr, ein Teilrohrsegment, können beliebige Materialien Einsatz finden, welche vorzugsweise hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit, einer guten Wärmeübertragung und der erforderlichen mechanischen Festigkeit ausgewählt sind. Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist/sind der Strömungskanalkörper, ein Strömungsrohr und/oder ein Teilrohrsegment mit oder aus einem extrudierten Polycarbonat-Material hergestellt.

Für die Verbindung einzelner Bestandteile oder Bauelemente des Kabinenluft-Einlassmoduls gibt es vielfältige Möglichkeiten. So kann beispielsweise eine Verschraubung, ein Vernieten, ein Verschweißen oder jede andere lösbare oder nicht lösbare Verbindungstechnik Verwendung finden. Für eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Kabinenluft-Einlassmoduls sind die Bauelemente des Kabinenluft-Einlassmoduls teilweise oder ausschließlich stoffschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise kann hier eine Verbindung mittels eines Vergießens oder einer stoffschlüssigen oder adhäsiven Verbindung mit einem Epoxidharz erfolgen.

Für die technische Ausgestaltung des elektrischen Heizelements gibt es vielfältige Möglichkeiten. Die Erfindung schlägt hier in bevorzugter Ausgestaltung vor, dass das elektrische Heizelement als Heizmatte ausgebildet ist. Unter einer derartigen Heizmatte wird beispielsweise ein Heizgewebe, eine Heizfolie, ein Heizpapier u. ä. verstanden. Eine derartige Heizmatte kann u. U. besonders gut an eine Kontur einer Wandung eines Kabinenluft-Einlassmoduls angepasst werden oder sich zwischen einzelnen Wandungen gerade oder abgewinkelt erstrecken. Alternativ oder kumulativ möglich ist aber auch, dass das elektrische Heizelement als Heizlack ausgebildet ist.

Für eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist eine für das elektrische Heizelement genutzte Heizmatte mit einem Material beschichtet oder in dieses eingebettet, welches eine Durchschlag- Isolation von zumindest 500 V aufweist. Eine Nutzung eines derartigen Materials hat sich als vorteilhaft hinsichtlich der Durchschlagfestigkeit erwiesen, womit dann u. U. auch weitere Maßnahmen zur Gewährleistung der Durchschlagfestigkeit des Kabinenluft-Einlassmoduls entbehrlich gemacht werden können oder die Anforderungen hieran reduziert werden können.

Die Erfindung schlägt des Weiteren für eine Ausführungsform vor, dass der Strömungskanal- körper mit einem Dämmmaterial ummantelt sein kann. Hierbei kann das Dämmmaterial dazu dienen, den Abtransport von Wärme von dem Kabinenluft-Einlassmodul zumindest zu reduzieren, um eine unerwünschte Erwärmung des Umgebungsbereichs des Kabinenluft-Einlassmoduls zu vermeiden und auch den Wirkungsgrad des Kabinenluft-Einlassmoduls zu erhöhen, da infolge der Nutzung des Dämmmaterials der Prozentsatz der von dem elektrischen Heizelement der Zuluft zugeführten Wärme vergrößert werden kann. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass das Dämmmaterial einer Schallisolierung und/oder einer Isolierung mechanischer Schwingungen infolge der strömenden Zuluft dient.

Für die Erstreckung des Heizelements in dem und entlang des Strömungskanalkörper(s) gibt es vielfältige Möglichkeiten. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung erstreckt sich das Heizelement in und/oder entlang dem Strömungskanalkörper über eine Länge im Bereich von 20 mm bis 200 mm (vorzugsweise 50 mm bis 150 mm oder 70 mm bis 140 mm). Diese Dimensionierung hat sich als guter Kompromiss einerseits hinsichtlich einer kompakten Baugröße und einer Reduzierung der Kosten für das Heizelement und andererseits einer effizienten Erwärmung der Zuluft in dem erforderlichen Ausmaß herausgestellt. Durchaus möglich ist, dass das Kabinenluft-Einlassmodul als elektrisches Bauelement ausschließlich das Heizelement (mit den entsprechenden Anschlüssen) aufweist. Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung kann das Kabinenluft-Einlassmodul zusätzlich einen Sensor aufweisen. Hierbei kann der Sensor eine beliebige physikalische Größe messen. Um lediglich einige Möglichkeiten zu nennen, kann mittels des Sensors ein Volumenstrom der Zuluft, ein Massenstrom der Zuluft, eine Strömungsgeschwindigkeit der Zuluft, ein Druck der Zuluft in dem Kabinenluft- Einlassmodul und/oder eine Temperatur des Heizelements oder der Zuluft in dem Kabinenluft- Einlassmodul (hier mit Anordnung stromaufwärts und/oder stromabwärts des Heizelements) erfasst werden.

Durchaus möglich ist, dass das Kabinenluft-Einlassmodul als "passive Baueinheit" ohne steuern- de oder regelnde (im Folgenden auch vereinfacht "steuernde") Elektronik ausgebildet ist. Für eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kabinenluft-Einlassmodul weist dieses allerdings eine elektronische Steuereinheit auf. Die elektronische Steuereinheit führt unter Berücksichtigung eines Signals eines Temperatursensors (welcher Bestandteil des Kabinenluft-Einlassmoduls sein kann oder außerhalb desselben, insbesondere in der Kabine oder der Zone derselben, angeord- net sein kann) eine Regelung der elektrischen Beaufschlagung des Heizelements durch. Die Regelung erfolgt hierbei derart, dass möglichst eine (insbesondere konstante oder veränderliche und/oder manuell von einer Person in der Zone oder automatisiert durch die oder eine andere Steuereinheit vorgegebene) Solltemperatur der aus dem Kabinenluft-Einlassmodul ausströmenden Zuluft oder in der Kabine herbeigeführt und/oder aufrechterhalten wird.

In weiterer Ausgestaltung des Kabinenluft-Einlassmoduls schlägt die Erfindung vor, dass dieses einen Eingang aufweist. Für eine Ausführungsform der Erfindung ist über den Eingang die Steuereinheit mit einer Kabinenmanagement-Steuereinheit zur Vorgabe der Solltemperatur verbindbar. Hierbei kann die Kabinenmanagement-Steuereinheit automatisch eine Solltemperatur ermitteln auf Grundlage geeigneter Algorithmen. Möglich ist auch, dass die Kabinenmanagement-Steuereinheit manuelle externe Vorgaben beispielsweise eines Passagiers in der Zone der Kabine, welche dem Kabinenluft-Einlassmodul zugeordnet ist, umsetzt.

In weiterer Ausgestaltung ist über den oder einen Eingang das Kabinenluft-Einlassmodul mit einem Sensor verbindbar, welcher in einer Zone der Kabine angeordnet ist, die über das Kabinenluft-Einlassmodul mit Zuluft versorgt wird. Für die Art einer etwaigen Regelung der Temperatur der Zuluft gibt es vielfältige Möglichkeiten. Für einen erfindungsgemäßen Vorschlag erfolgt eine binäre ON-OFF-Regelung des Heizelements. In diesem Fall kann die in das Kabinenluft-Einlassmodul integrierte Steuereinheit oder eine externe Steuereinheit Steuerlogik aufweisen, mittels welcher die On-Off-Regelung des Heizelements herbeigeführt wird. Ebenfalls möglich ist, dass das Kabinenluft-Einlassmodul lediglich ein On-Off-Schaltelement (insbesondere ein Schaltrelais) aufweist, welches von einer internen oder externen Steuereinheit für eine On-Off-Regelung des Heizelements angesteuert wird.

Möglich ist aber auch, dass die Steuereinheit Steuerlogik aufweist, mittels welcher eine PID- Regelung des Heizelements erfolgt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt die Steuerlogik der Steuereinheit weitere Betriebs- und Umgebungsparameter. Möglich ist hierbei, dass die Steuerlogik eine Regelung durchführt, welche ein Signal eines Sitzbelegungssensors erfasst, so dass berücksichtigt werden kann, ob ein Sitz temporär oder während des gesamten Fluges belegt ist oder nicht,

- eine Sitzbelegungsverteilung berücksichtigt, mittels welcher bereits die während eines Fluges belegten Sitzplätze und die verbleibenden freien Sitzplätze berücksichtigt werden, ein Signal einer Infrarotkamera berücksichtigt, welche eine dem Kabinenluft-Einlassmodul zugeordnete Zone der Kabine erfasst,

ein Signal einer Fitness- und/oder Gesundheitserfassungseinrichtung eines Passagiers berücksichtigt und/oder

eine manuelle Temperaturvorgabe eines Passagiers berücksichtigt.

Für eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe finden in einer Kabinen- luftanlage mehrere Kabinenluft-Einlassmodule Einsatz. Hierbei ist jeweils ein Kabinenluft- Einsatzmodul einer Zone einer Kabine eines Flugzeugs zugeordnet. Die Kabinenluft-Einlass- module sind dabei in einem Abstand von einer Einlassöffnung in die zugeordnete Zone entfernt, der kleiner ist als 150 cm, kleiner ist als 100 cm, kleiner ist als 50 cm oder sogar kleiner ist als 30 cm. Den Kabinenluft-Einlassmodulen ist jeweils eine Steuereinheit zugeordnet, wobei möglich ist, dass die Steuereinheit Bestandteil des Kabinenluft-Einlassmoduls ist. Diese Steuereinheiten der Kabinenluft-Einlassmodule kommunizieren jeweils mit einer zentralen Steuereinheit eines Kabinenmanagementsystems, welche an einer zentralen Stelle des Flugzeugs angeordnet ist.

Für die Art der Kommunikation gibt es vielfältige Möglichkeiten, wovon hier lediglich einige Beispiele genannt werden, ohne dass eine Einschränkung der Erfindung auf die genannten Beispiele erfolgen soll: Möglich ist, dass die zentrale Steuereinheit an die Steuereinheiten der Kabinenluft- Einlassmodule gleiche oder unterschiedliche Solltemperaturen übermittelt, welche dann von einer Steuerung oder Regelung durch die Steuereinheit, die jeweils einem Kabinenluft-Einlassmodul zugeordnet ist oder in dieses integriert ist, berücksichtigt wird. - Möglich ist, dass in der zentralen Steuereinheit bereits ein Steuer- oder Regelsignal für ein Heizelement des Kabinenluft-Einlassmoduls ermittelt wird, welches dann von der zentralen Steuereinheit an die Steuereinheit, die jeweils einem Kabinenluft-Einlassmodul zugeordnet ist oder in dieses integriert ist, übermittelt wird.

Möglich ist, dass die zentrale Steuereinheit und die Steuereinheit der Kabinenluft-Einlass- module Messsignale austauschen, insbesondere Messsignale eines Temperatursensors, welcher die Temperatur der die Kabinenluft-Einlassmodule durchströmenden Zuluft erfasst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Wandung oder einem Heizelement die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine Wandung oder ein Heizelement, zwei Wandungen oder Heizelemente oder mehr einer Wandungen oder einem Heizelemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um- fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 bis 6 zeigen stark schematisiert unterschiedliche Ausgestaltungen eines Kabinenluft- Einlassmoduls und dessen Integration in eine Kabinenluftanlage. Fig. 7 zeigt in einer räumlichen Darstellung ein Kabinenluft-Einlassmodul mit einem

Strömungskanalkörper mit Leitelementen und Heizelementen.

Fig. 8 zeigt in einer Explosionsdarstellung Teilrohrsegmente, Leitelemente und Heizelemente des Kabinenluft-Einlassmoduls gemäß Fig. 7.

Fig. 9 zeigt das Strömungsrohr und die Teilrohrsegmente des Kabinenluft-Einlassmoduls in einer räumlichen Darstellung.

Fig. 10 zeigt ein Teilrohrsegment in einer räumlichen Darstellung.

Fig. 11 zeigt in einer räumlichen Darstellung ein Strömungsrohr mit wendeiförmigen

Leitelementen. Fig. 12 zeigt schematisch ein Flugzeug mit einer Kabine und einzelnen Zonen, in welchen eine individuelle Steuerung oder Regelung der Temperatur mittels eines Kabinenluft-Einlassmoduls erfolgen kann.

Fig. 13 zeigt stark schematisiert eine Kabinenluftanlage mit der Wechselwirkung eines

Kabinenmanagementsystems mit jeweils einzelnen Zonen zugeordneten Steuereinheiten, Heizelementen und Temperatursensoren zur individuellen Steuerung oder Regelung der Temperaturen in den Zonen.

FIGURENBESCHREIBUNG

In der folgenden Figurenbeschreibung sind Bauelemente und Merkmale, welche sich hinsichtlich der Gestaltung und/oder der Funktion entsprechen, teilweise mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Werden in einer Figur gleiche Bauelemente oder Funktionen mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet, können diese mit den ergänzenden Buchstaben a, b, ... gekennzeichnet sein, wobei dann auf diese Bauelemente oder Funktionen mit oder ohne Verwendung des ergänzenden Buchstabens a, b, ... Bezug genommen wird.

Grundsätzlich verfügt eine Kabinenluftanlage 1 über einen Kabinenzonen-Leitungsstrang 4. Dem Kabinenzonen-Leitungsstrang 4 wird Zuluft 5 zugeführt, welche über eine Einlassöffnung 6 in die Zone 2 der Kabine 3 geleitet wird. Hierbei kann die für die Zone 2 bestimmte Zuluft 5 separat für jede Zone 2 aufbereitet werden, oder die Bereitstellung der Zuluft 5 für unterschiedliche Zonen 2a, 2b, ... erfolgt über eine Zentralleitung, welche zu einzelnen Kabinenzonen-Leitungssträngen 4a, 4b, ... verzweigt. Die Zuluft 5 in der Zentralleitung kann dabei auch zentral vortemperiert werden, was über eine beliebige Heiz- oder Mischeinrichtung erfolgen kann und wobei vorzugsweise eine Temperatur der Zuluft 5 in der Zentralleitung herbeigeführt wird, welche der niedrigsten Solltemperatur in den Zonen 2a, 2b, ... entspricht oder um einen vorbestimmten Betrag von dieser abweicht. Der Kabinenzonen-Leitungsstrang 4 kann optional über eine die Einlassöffnung 6 ausbildende Einlasseinrichtung 7 verfügen. Bei dieser Einlasseinrichtung 7 kann es sich beispielsweise über eine manuell von einem Passagier oder elektronisch veränderbare Drossel, Blende, Verschlusseinrichtung oder Leiteinrichtung handeln, wobei als Einlasseinrichtung auch eine so genannte Individualdüse verwendet werden kann. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass eine Einlasseinrichtung 7 Einsatz findet, die nicht von dem Passagier manipuliert werden kann, wobei dann die Einlassöffnung 8 offen oder verdeckt oder nicht für die Passagiere sichtbar sein kann. Der Einlassöffnung 6 oder Einlasseinrichtung 7 ist ein Strömungskanalkörper 8 vorgeordnet, welcher von der Zuluft 5 durchströmt wird. Im Bereich des Strömungskanalkörpers 8 befindet sich mindestens ein Heizelement 9, mittels dessen der Strömungskanalkörper 8 und/oder die den Strömungskanalkörper 8 durchströmende Zuluft 5 je nach elektrischer Beaufschlagung des Heizelements 9 erwärmt werden kann. Eine Steuerung oder Regelung des elektrischen Heizelements 9 oder die gesteuerte oder geregelte elektrische Beaufschlagung desselben erfolgt über eine Steuereinheit 10. Möglich ist, dass die Steuereinheit 10 als Schalteinrichtung oder Schaltrelais 1 1 ausgebildet ist. Die Schalteinrichtung oder das Schaltrelais 1 1 aktiviert oder deaktiviert mittels einer ON-OFF-Steuerung oder auch in mehreren Stufen oder stufenlos eine elektrische Beaufschlagung des Heizelements 9, womit eine Steuerung oder Regelung der von dem Heizelement 9 der Zuluft 5 zugeführten Wärme erfolgen kann. Möglich ist, dass eine Umschaltung der Schalteinrichtung oder des Schaltrelais über eine Steuerleitung 12 erfolgt, wobei die Steuersignale für die Steuerleitungen 12a, 12b, ... unterschiedlicher Zonen 2a, 2b, ... von einem zentralen Kabinenmanagementsystem so angesteuert oder geregelt werden, dass sich die jeweils gewünschten Solltemperaturen in den Zonen 2a, 2b, ... ergeben. Möglich ist aber auch, dass die Steuereinheit 10 als elektronische Steuereinheit 13 ausgebildet ist, in welcher selber ein Steuer- oder Regelalgorithmus ausgeführt wird. In diesem Fall kann der elektronischen Steuereinheit 13 über die Steuerleitung 12 manuell von dem Passagier oder über ein zentrales Kabinenmanagementsystem eine Solltemperatur zugeführt werden, auf Grundlage welcher dann eine Steuerung oder Regelung der elektrischen Beaufschlagung des Heizelements 9 durch die elektronische Steuereinheit 13 erfolgt. Um eine Regelung zu ermöglichen, kann der elektroni- sehen Steuereinheit 13 das Signal eines Temperatursensors 14 zugeführt werden. Hierbei kann der Temperatursensor 14 die Temperatur im Bereich einer Wandung des Kabinenzonen- Leistungsstrangs 4 messen, so dass die Temperatur der Zuluft 5 lediglich mittelbar erfasst wird, oder unmittelbar in der strömenden Zuluft 5 angeordnet sein, so dass eine direkte Erfassung der Temperatur der Zuluft 5 erfolgt. Möglich ist, dass Temperatursensor 14 stromabwärts des Strömungskanalkörpers 8 und des Heizelements 9 angeordnet ist, insbesondere zwischen dem Strömungskanalkörper 8 und der Einlassöffnung 6 oder der Einlasseinrichtung 7. Über mindestens eine weitere Leitung 15 kann die Steuereinheit 10 mit elektrischer Leistung, weiteren Steuersignalen, Messsignalen u. ä. versorgt werden. Um lediglich einige nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann über die Leitung 15 eine manuelle Vorgabe der Solltemperatur in der Zone 2 durch den Passagier erfolgen und/oder der Steuereinheit 10 ein Temperatursignal zugeführt werden, welches in der Zone 2 gemessen wird.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen unterschiedliche, im Rahmen der Erfindung mögliche Zusammenfassungen einzelner genannter Bauelemente der Kabinenluftanlage 1 zu einem Kabinenluft-Einlass- modul 16, ohne dass eine Einschränkung auf die hier dargestellten Ausgestaltungen erfolgen soll:

Gemäß Fig. 1 sind in dem Kabinenluft-Einlassmodul 16 lediglich der Strömungskanalkörper 8 und das Heizelement 9 zusammengefasst. In diesem Fall verfügt das Kabinenluft-Einlassmodul 16 über einen Kabinenluft-Einlass 17 und einen Kabinenluft-Auslass 18. Mittels des Kabinenluft- Einlasses 17 und des Kabinenluft-Auslasses 18 kann die Integration des Kabinenluft-Einlassmoduls 16 in den Kabinenzonen-Leitungsstrang 4 erfolgen. Möglich ist, dass der Kabinenluft- Einlass 17 und der Kabinenluft-Auslass 18 mit üblichen lösbaren Anschlüssen oder Flanschen gebildet sind. Möglich ist aber auch, dass der Kabinenluft-Einlass 17 und der Kabinenluft-Auslass 18 integral in den Kabinenzonen-Leitungsstrang 4 integriert sind und beispielsweise stoff- schlüssig an die verbundenen Leitungen angebunden sind. Des Weiteren verfügt das Kabinenluft-Einlassmodul 16 für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 über einen elektrischen Anschluss oder Eingang 19, über welchen die elektrische Beaufschlagung des Heizelements 9 erfolgt.

Für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel sind in das Kabinenluft-Einlassmodul 16 der Strömungskanalkörper 8, das Heizelement 9 und die Steuereinheit 10 integriert. Auch hier verfügt das Kabinenluft-Einlassmodul 16 über einen Kabinenluft-Einlass 17 und einen Kabinenluft- Auslass 18. Darüber hinaus verfügt das Kabinenluft-Einlassmodul 16 über einen Anschluss oder Eingang 20, über den dem Kabinenluft-Einlassmodul 16 und der Steuereinheit 10 ein Messsignal des Temperatursensors 14 zugeführt werden kann. Des Weiteren verfügt das Kabinenluft- Einlassmodul 16 über Anschlüsse oder Eingänge 21 a, 21 b, über welche das Kabinenluft- Einlassmodul 16 und die Steuereinheit 10 mit der Steuerleitung 12 (und so beispielsweise mit einem Kabinenmanagementsystem) und einer Leitung 15 (insbesondere für ein Messsignal eines in der Zone 2 angeordneten Temperatursensors oder eine manuelle Vorgabe einer Solltemperatur durch einen Passagier) verbunden werden kann. Für das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht das Kabinenluft-Einlassmodul 16 grundsätzlich dem Kabinenluft-Einlassmodul 16 gemäß Fig. 1 . Allerdings ist hier auch der Temperatursensor 14 in das Kabinenluft-Einlassmodul 16 integriert. In diesem Fall verfügt das Kabinenluft-Einlassmodul 16 über einen Anschluss oder Ausgang 22, über den das Messsignal des Temperatursensors 14 aus dem Kabinenluft-Einlassmodul 16 herausgeführt ist, um außerhalb des Kabinenluft-Einlassmoduls 16 der Steuereinheit 10 zugeführt zu werden.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher in das Kabinenluft-Einlassmodul 1 6 der Strömungskanalkörper 8, das Heizelement 9, die Steuereinheit 10 und der Temperatursensor 14 integriert sind. Das Kabinenluft-Einlassmodul 16 kommuniziert somit mit der Umgebung aus- schließlich über den Kabinenluft-Einlass 17 und den Kabinenluft-Auslass 1 8 sowie einen Anschluss 21 a für die Leitung 15 sowie einen Anschluss 21 b für die Steuerleitung 12.

Für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind in das Kabinenluft-Einlassmodul 16 die Einlasseinrichtung 7 mit der Einlassöffnung 6, der Strömungskanalkörper 8, das Heizelement 9 und der Temperatursensor 14 integriert. In diesem Fall kommuniziert das Kabinenluft-Einlassmodul 16 mit der Umgebung einerseits über den Kabinenluft-Einlass 17 und die Einlassöffnung 6 in Form des Austausches von Zuluft 5, während das Kabinenluft-Einlassmodul 16 in diesem Fall als elektrische Anschlüsse den Anschluss 22 für die Übergabe des Messsignals des Temperatursensors 14 sowie den Anschluss oder Eingang 19 für die elektrische Beaufschlagung des Heizelements 9 aufweist. Für das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel des Kabinenluft-Einlassmoduls 16 sind in dieses die Einlassöffnung 6, die Einlasseinrichtung 7, der Temperatursensor 14, der Strömungskanalkörper 8, das Heizelement 9 und die Steuereinheit 10 integriert. Die Zuluft 5 wird dem Kabinenluft-Einlassmodul 16 über den Kabinenluft-Einlass 17 zugeführt, während diese das Kabinenluft-Einlassmodul 16 über die Einlassöffnung 6 verlässt. Als elektrische Anschlüsse weist das Kabinenluft-Einlassmodul 16 hier lediglich die Anschlüsse oder Eingänge 21 a, 21 b für die Verbindung mit der Steuerleitung 12 und der Leitung 15 auf.

Für die dargestellten Ausführungsbeispiele sind die Einlassöffnung 6, eine etwaige Einlasseinrichtung 7, eine etwaige Kabinenluftleitung zwischen der Einlassöffnung 6 bzw. der Einlasseinrichtung 7 und dem Kabinenluft-Einlassmodul 16 und das Kabinenluft-Einlassmodul 16 in einen Wandungsbereich 23 integriert, welcher durch eine Wand 24 von der Zone 2 getrennt ist. Für die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4, für welche das Kabinenluft-Einlassmodul 16 nicht unmittelbar die Einlassöffnung 6 ausbildet, beträgt der Abstand 25 des Kabinenluft- Einlassmoduls 16 von der Einlassöffnung 6 und damit die Länge des Weges der Zuluft 5 von dem Kabinenluft-Einlassmodul 1 6 in die Zone 2 vorzugsweise weniger als 1 50 cm, weniger als 100 cm, weniger als 50 cm oder sogar weniger als 30 cm oder 20 cm.

Fig. 7 zeigt in einer räumlichen Darstellung einen Strömungskanalkörper 8. Der Strömungskanalkörper 8 verfügt über ein Strömungsrohr 26 mit einem grundsätzlich kreisringförmigen Querschnitt, der einen kreisförmigen Innenquerschnitt 27 ausbildet, welcher von der Zuluft 5 durchströmt wird. Hierbei ist das Strömungsrohr 26 nicht mit einer durchgängigen hohlzylindrischen Wandung gebildet, sondern mit vier Wandungen 28a, 28b, 28c, 28d, die jeweils einem Viertelsegment eines Hohlzylinders entsprechen.

Von dem Strömungsrohr 26 erstrecken sich radial nach innen vier unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Paare von Wandungen 29, 30, wobei ein Paar derartiger Wandungen 29, 30 jeweils ein Leitelement 31 bilden. Durch die Leitelemente 31 wird die Zuluft 5 in dem Innenquerschnitt 27 geführt, wobei die Leitelemente 31 vier Teilströmungskanäle 32 voneinander trennen.

Entlang der Wandungen 28, 29, 30 erstrecken sich Heizelemente 9, bei welchen es sich um Flächenelemente 33 handelt. Für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 besitzen die Flächenelemente 33 eine Fläche entsprechend den Wandungen 29, 30. Die Flächenelemente 33 sind hier jeweils zwischen einem Paar von Wandungen 29a, 30b; 29b, 30c; 29c, 30d; 29d, 30a in unmittelbarem Kontakt und flächiger Anlage an diese angeordnet. Des Weiteren erstrecken sich entlang der äußeren Mantelfläche des Strömungsrohrs 26 zwei ebenfalls als Flächenelement 33e ausgebildete Heizelemente 9e, welche sich jeweils um den halben Umfang des Strömungsrohrs 26 erstrecken. Aus der Explosionsdarstellung gemäß Fig. 8 ist ersichtlich, dass der Strömungskanalkörper 8 für das dargestellte Ausführungsbeispiel aus vier Teilrohrsegmenten 34a bis 34d zusammengesetzt ist. Hierbei bildet jedes Teilrohrsegment 34 jeweils eine Wandung 28 des Strömungsrohrs 26 sowie Wandungen 29, 30 für Leitelemente 31 aus. Jedes Teilrohrsegment 34 begrenzt einen Teilströmungskanal 32. In Fig. 8 ist zu erkennen, dass die Wandungen 29, 30 eines Teilrohrseg- ments 34 radial innenliegend nicht miteinander verbunden sind, so dass die von den Teilrohrsegmenten 34 gebildeten Teilströmungskanäle 32 radial innenliegend offen und miteinander verbunden sind. Durchaus möglich sind aber auch Ausführungsformen, bei welchen die Wandungen 29, 30 radial innenliegend miteinander verbunden sind. Abweichend zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform können die Teilrohrsegmente 34 auch mit mindestens einem beispielsweise halbschalenförmigen Mantelkörper 43 ummantelt sein, welcher dazu dienen kann, einzelne Teilrohrsegmente 34 miteinander zu verbinden und/oder dem Strömungskanalkörper 8 die erforderliche mechanische Festigkeit zu verleihen und/oder eine elektrische Durchschlag-Isolation oder eine Schallisolation bereitzustellen. Ebenfalls mög- lieh ist, dass ein als Flächenelement 33 ausgebildetes Heizelement 9 zwischen dem Strömungsrohr 26 und dem Mantelkörper 43 angeordnet ist. Schließlich ist auch möglich, dass mittels halbschalenförmigen Formwerkzeugen 44 die Bestandteile des Strömungskanalkörpers 8 miteinander verbunden, verpresst oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden.

Fig. 9 und 10 zeigen in einer räumlichen Darstellung einerseits den Strömungskanalkörper 8 und andererseits ein Teilrohrsegment 34.

Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Strömungskanalkörpers 8 mit darin integriertem Heizelement 9. Auch hier findet ein Strömungsrohr 26 mit in einen Innenquerschnitt 27 ragenden Leitelementen 31 Einsatz. Allerdings erstrecken sich hier die Leitelemente 31 nicht in radialer Richtung und parallel zur Längserstreckung(zumindest nicht über die gesamte Längs- erstreckung des Strömungskanalkörpers 8). Vielmehr sind die Leitelemente 31 und die zugeordneten Wandungen 29, 30 hier in Form von Wendeln 35a, 35b, 35c ausgebildet. Darüber hinaus verfügen die Leitelemente 31 über eine verringerte Erstreckung derart, dass sich zwischen innenliegenden Stirnseiten der Leitelemente 31 ein lichter, in Richtung der Längserstreckung durch den Strömungskanalkörper 8 durchgehender freier Durchtrittsquerschnitt 36 ergibt. Im Bereich des Durchtrittsquerschnitts 36 kann Zuluft 5 den Strömungskanalkörper 8 axial durchströmen, ohne dass ein Kontakt oder eine Umlenkung durch die Leitelemente 31 erfolgt.

Fig. 12 zeigt schematisch ein Flugzeug 37 mit einer Kabine 3. Die Kabine 3 ist in Zonen 2a bis 2k aufgeteilt, welche voneinander getrennt sein können, so dass kein Austausch von Kabinenluft zwischen benachbarten Zonen 2 erfolgt, oder auch miteinander verbunden sein können mit einem Austausch von Kabinenluft zwischen diesen. Beispielsweise handelt es sich bei der Zone 2a um eine räumlich abgetrennte Cockpit-Zone, während die Zone 2b eine Einstiegs-, Personal-Aufenthalts-, Toiletten- und/oder Handhabungszone ist, die Zonen 2c bis 2j Passagier-Sitzbereichs- Zonen sind und die Zone 2k eine Einstiegs-, Personal-Aufenthalts-, Toiletten- und/oder Handhabungszone ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel umfassen die Zonen 2c bis 2j jeweils zwei Sitzreihen für Fluggäste auf beiden Seiten eines Ganges. Es ist aber durchaus eine beliebige andere Aufteilung der Kabine 3 in einzelne Zonen 2 im Rahmen der Erfindung möglich.

Den Zonen 2 ist jeweils ein Kabinenluft-Einlassmodul 16 mit zugeordnetem Kabinenzonen- Leitungsstrang 4 und zugeordneter Einlassöffnung 6, ggf. mit Einlasseinrichtung 7, zugeordnet. Möglich ist, dass die Temperatur in jeder Zone 2 über einen Temperatursensor 38 erfasst wird, wobei die Temperatur dann über eine Leitung 15 der Steuereinheit 10 und/oder einem zentralen Kabinenmanagementsystem zugeführt werden kann. Abweichend zu dem in Fig. 12 dargestellten einzelnen Temperatursensor 38 in jeder Zone 2 kann auch ein Sensornetzwerk in der Nähe eines Passagiers oder in einer anderen repräsentativen Position verwendet werden.

Möglich ist, dass in einer Zone 2 mehrere Einlassöffnungen 6i, 6ii, ... mit zugeordneten Kabinen- luft-Einlassmodulen 16i, 16ii, ... sowie Kabinenzonen-Leitungsstränge 4i, 4ii, ... vorhanden sind. In diesem Fall erfolgt vorzugsweise für sämtliche Kabinenluft-Einlassmodule 16i, 1 6ii, ... eine Steuerung oder Regelung der Abgabe von Wärme durch die jeweiligen Heizelemente 9i, 9ii, so dass über die jeweilige Einlassöffnung 6i, 6ii, ... Zuluft 5i, 5ii, ... mit derselben Temperatur abgegeben wird. Möglich ist, dass eine Zone 2 abweichend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 lediglich eine Sitzreihe, mehr als zwei Sitzreihen oder auch nur eine halbe Sitzreihe umfasst.

Ziel der Steuerung oder Regelung der Heizelemente 9 ist es, beispielsweise abhängig von den nicht direkt messbaren und in der Regel ungleichmäßig verteilten Wärmelasten (wie insbesondere eine variierende Dichte der räumlichen Verteilung der Fluggäste, einer unterschiedliche Sonneneinstrahlung, eine unterschiedliche Wärmeentwicklung durch unterschiedlich über die einzelnen Zonen verteilte elektronische Bauelemente) eine vorgegebene Temperatur in der Zone 2 herbeizuführen und aufrechtzuerhalten.

Fig. 13 zeigt die Wechselwirkung eines zentralen Kabinenmanagementsystems 39, welches über eine elektronische Steuereinheit 40 verfügt, mit den den Zonen 2 zugeordneten Steuereinheiten 10, 13. Exemplarisch wird hier die Wechselwirkung des Kabinenmanagementsystems 39 mit zwei Zonen 2c, 2d dargestellt, wobei entsprechend weitere Zonen 2 mit dem Kabinenmanagementsystem 39 in Wechselwirkung treten. Die Steuereinheit 40 des Kabinenmanagementsystems 39 übermittelt über Steuerleitungen 12c, 12d Solltemperaturen für die Zonen 2c, 2d an die Steuer- einheiten 10c, 10d. Hierbei können die Solltemperaturen für die Zonen 2c, 2d gleich oder unterschiedlich sein und über einen geeigneten Algorithmus von der Steuereinheit 40 ermittelt werden, wobei diese auch Wünsche der Fluggäste in den Zonen 2c, 2d berücksichtigen können. Möglich ist, dass über die Leitungen 12c, 12d auch Regelparameter, insbesondere Parameter für einen PID-Regler, an die Steuereinheit 10 übermittelt werden, wobei diese für die Steuereinheiten 10c, 10d gleich oder unterschiedlich sein können. Des Weiteren kann den Steuereinheiten 10c, 10d das Messsignal des den Zonen 2c, 2d zugeordneten Temperatursensors 38c, 38d zugeführt werden. Die Steuereinheiten 10c, 10d ermitteln auf Grundlage der diesen zugeführten Solltemperaturen sowie der Messsignale der Temperatursensoren 38c, 38d mit dem Regelalgorithmus, insbesondere einem PI D-Regler, die erforderlichen Heizleistungen 41 c, 41 d der Heizelemente 9c, 9d in den Zonen 2c, 2d. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel werden von der Steuereinheit 10c, 10d jeweils mehrere, einzelnen Einlassöffnungen 6i, 6ii, ... in derselben Zone 2c, 2d zugeordnete Kabinenluft-Einlassmodule 16i, 16ii, ... mit zugeordneten Heizelementen 9i, 9ii, ... gesteuert oder geregelt. Temperatursignale 42i, 42ii, die über den unterschiedlichen Kabinenluft-Einlassmodulen 16i, 16ii, ... derselben Zone 2c, 2d zugeordnete Temperatursensoren 14i, 14ii, ... erfasst werden, werden an die Steuereinheit 10 zurückgeführt, so dass diese in der Regelung in der Steuereinheit 10 zur Ermittlung der Heizleistungen 41 c, 41 d berücksichtigt werden können. Möglich ist auch, dass die Steuereinheiten 10c, 10d unterschiedliche Heizleistungen 41 i, 41 ii, ... ermitteln, mit denen dann die den Kabinenluft-Einlassmodulen 16i, 16ii, ... zugeordneten Heizelemente 9i, 9ii, ... beaufschlagt werden. Ebenfalls möglich ist, dass nicht eine einzige Steuereinheit 10c, 10d jeweils in einer Zone 2c, 2d für die Regelung zuständig ist, sondern den Kabinenluft-Einlassmodulen 16i, 1 6ii der Zonen 2c, 2d, jeweils einzelne Steuereinheiten 10i, 10ii, ... zugeordnet sind, welche dann auch jeweils in ein Kabinenluft-Einlassmodul 16i, 16ii, ... integriert sein können. In einer Abwandlung ist auch möglich, dass die Regelung der Steuereinheiten 10c, 10d in die Steuereinheit 40 des zentralen Kabinen- managementsystems 39 integriert ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine bedarfsgerechte und schnelle Temperaturregelung in den einzelnen Zonen 2. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können Komfortverluste (bspw. im Bereich von sogenannten "Cold Spots" aufgrund von Kältebücken, infolge von Luftzug, temporärer Sonneneinstrahlung, einer mit Lücken behafteten Sitzbelegung, infolge der unterschiedlichen Wärmeabstrahlung von elektronischen Geräten in den einzelnen Zonen sowie im Bereich des Eingangs und der Galley der Flugzeugkabine sowie in kalten Bereichen im Cockpit) vermieden werden. Möglich ist, dass ein Temperatursensor 38 zur Erfassung der Temperatur in einer Zone 2 in einem Kanal angeordnet ist, über welchen an einer Stelle der Zone Kabinenluft per Unterdruck aus der Zone abgesaugt wird.

Im Rahmen der Erfindung ist möglich, dass jede Zone 2 über eine eigens zugeordnete Regeleinheit verfügt, die dann über das Kabinenmanagementsystem miteinander vernetzt sind. Hierbei kann die Regeleinheit, welche von der Steuereinheit 10 gebildet sein kann, entweder direkt in das Kabinenluft-Einlassmodul 16 integriert sein oder an dieses angebaut sein oder auch im Bereich eines anderen verfügbaren Einbauvolumens angeordnet sein und dann mit dem Kabinenluft- Einlassmodul 16 oder dem Heizelement 9 kommunizieren.

Für eine erfindungsgemäße Kabinenluftanlage 1 ist es möglich, in den Zonen 2a, 2b, also am Ende einer Aufbereitungskette der Zuluft, Temperaturunterschiede der einzelnen Einlassöffnungen 6a, 6b, ... aufzuheben oder auch gezielt zu erzeugen. Dies erlaubt eine lokale Kompensation fehlender oder zusätzlicher Wärmelasten in den Zonen 2 der Kabine 3 oder sogar innerhalb der Zonen 2 und vor allem eine schnelle Regelung innerhalb weniger Luftwechselraten, da die thermische Trägheit des u. U. sehr langen Rohrleitungssystems gemäß dem Stand der Technik zwischen einem zentral angeordneten Mischventil und den beabstandet über die Kabine verteilten Einlassöffnungen umgangen wird. Erfindungsgemäß ist in Längsrichtung der Kabine 3 eine wesentlich feinere Granularität bezüglich der bereitgestellten Heiz- bzw. Kühlleistungen, d. h. die Realisierung zahlreicher unterschiedlicher Temperaturzonen möglich.

Mit der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 10 soll eine gute Homogenität der Temperatur- Verteilung der Zuluft 5 in dem Strömungsquerschnitt herbeigeführt werden. Es soll des Weiteren eine möglichst große Fläche für den Wärmeeintrag der Heizelemente bereitgestellt werden. Des Weiteren zeichnet sich die hier dargestellte Ausführungsform durch eine einfache Herstellbarkeit aus. Durchaus möglich sind aber vielfältige andere Strömungsprofile, wobei auch aerodynamisch optimierte Freiformflächen genutzt werden können. Die hier eingesetzten Profile, insbesondere die Teilrohrsegmente 34, werden entweder beim Herstellungsprozess direkt integriert (Um- spritzen, Laminieren usw.) oder werden gefügt oder durch einen Formschluss miteinander verbunden. Die Heizelemente 9 sind hierbei zwischen den Teilrohrsegmenten 34 geschützt verbaut. Möglich ist aber auch, dass die Heizelemente 9 auf der der Strömung zugewandten Seite der Teilrohrsegmente 34 befestigt werden.

Eine Kontaktierung der Heizelemente kann entweder durch konventionelle Drähte erfolgen. Alternativ können auch elektrische Anschlüsse für die Heizelemente 9 unmittelbar in den Strömungskanalkörper 8 eingebettet oder hieran befestigt werden.

Für die Heizelemente 9 kann ein Heizpapier Einsatz finden. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Produkt "hicoTHERM" (eingetragene Marke) des Unternehmens Frenzelit Werke GmbH handeln oder Heizpapiere, wie diese für Fußbodenheizungen oder Wandheizungen im Baubereich Einsatz finden.

Möglich ist auch, dass als Heizelement 9 ein Heizgewebe verwendet wird. Beispielsweise wird ein einsetzbares Heizgewebe von dem Unternehmen Sefar AG unter der Kennzeichnung "PowerHeat" oder "PowerHeat NT" (Marken der Sefar AG) vertrieben.

Möglich ist aber auch, dass als Heizelement 9 ein Heizlack verwendet wird. Beispielsweise werden derartige Heizlacke von den Unternehmen Coating Suiss GmbH oder FutureCarbon GmbH (vgl. das unter der Marke "Carbo e-term" vertriebene Produkt) vertrieben, wobei auch übliche Heizlacke für Fußbodenheizungen oder Heizungen im KFZ-Bereich oder Heizungen für Rotorblätter von Windkraftanlagen Einsatz finden können.

Durchaus möglich ist aber auch, dass als Heizelement 9 eine Heizfolie eingesetzt wird. Hierbei können industrielle Massenprodukte eingesetzt werden oder Heizfolien der Unternehmen Thermo-Technologies, Omega, Graupner/SJ GmbH, Foxpic, oder eine unter der eingetragenen Marke "ATT Powerfilm" vertriebene Heizfolie eingesetzt werden kann. Möglich ist, dass eine Übertragung von Signalen, insbesondere Steuer- oder Regelsignalen, Messsignalen und auch eine elektrische Leistungsübertragung über einen Datenbus erfolgt. Ebenfalls möglich ist eine kabellose Übertragung von Signalen. Vorzugsweise erfolgt eine Dimensionierung der Regelung, der elektrischen Leistungsversorgung des Heizelements und des Heizelements derart, dass bei einem Austausch der Kabinenluft innerhalb einer Zone 2 innerhalb von 90 Sekunden eine Temperaturänderung von zumindest 1 °, vorzugsweise zumindest 1 ,5° oder sogar zumindest 2°, möglich ist. Vorzugsweise erfolgt keine Regelung des Volumenstroms der Zuluft 5.

Möglich ist auch, dass eine konventionelle Kabinenluftanlage 1 nachträglich mit erfindungsgemäßen Kabinenluft-Einlassmodulen 16 ausgestattet wird, womit eine nachträgliche Umrüstung eines Flugzeugs derart möglich ist, dass eine individuelle Regelung der Temperatur der Kabinenluft in den einzelnen Zonen 2 ermöglicht wird. Der Temperatursensor 14 kann beispielsweise in einem in die Strömung der Zuluft 5 ragenden Dorn angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Temperatursensor 14 stromabwärts mit einem gewissen Abstand von dem Heizelement 9 angeordnet, so dass sich bereits eine gute Durchmischung der Zuluft 5 ergeben hat und der Temperatursensor 14 eine repräsentative Temperatur der Zuluft 5 erfasst. Möglich ist für eine abgewandelte Ausführungsform, dass gemäß Fig. 8 nicht vier Heizelemente 9a bis 9d in ebener Ausgestaltung verwendet werden. Vielmehr können zwei Paare von Heizelementen 9a, 9b; 9c, 9d gebildet sein jeweils von einem Flächenelement 33, welches dann L-förmig abgewinkelt ist und zwischen benachbarten Teilrohrsegmenten 34 angeordnet wird. Auf diese Weise kann u. U. der Herstellungsaufwand reduziert werden und auch der Aufwand für die elektrische Kontaktierung der Heizelemente 9 reduziert werden. Möglich ist, dass ein als Heizpapier ausgebildetes Heizelement in einem temperaturfesten Harz getränkt wird und dann mit den Teilrohrsegmenten 34 verklebt wird.

Vorzugsweise ist ein Heizelement 9, insbesondere ein Heizpapier, nicht mit einer zusätzlichen Isolationsschicht ausgestattet. Vielmehr kann das Heizpapier in einem Kleber getränkt sein oder mit diesem mit dem Teilrohrsegment 34 verklebt sein, welcher eine Durchschlag-Isolation von zumindest 500 V gewährleistet.

Vorzugsweise sind die dargestellten Bauelemente des Kabinenluft-Einlassmoduls 16 ausschließlich miteinander stoffschlüssig verbunden oder verklebt. Möglich ist, dass ein eigensteifes Heizelement, insbesondere ein eigensteifes Heizpapier, eingesetzt wird, welches dann unmittelbar ein Leitelement 31 ausbilden kann und in dem Strömungsrohr 26 radial nach innen oder beliebig nach innen in den Innenquerschnitt 27 ragend angeordnet werden kann.

Als Klebstoff zwecks Verbindung des Heizelements 9 mit dem Strömungskanalkörper 8 findet vorzugsweise ein Epoxidharz Einsatz.

Mindestens ein Temperatursensor 14 kann im Bereich einer Armlehne, im Bodenbereich, im Bereich einer Rückenlehne, im Bereich einer Kopfstütze oder im Bereich eines heruntergeklappten Fernsehers angeordnet sein. Möglich ist auch, dass der Temperatursensor als in ein Strukturelement wie beispielsweise eine Seiten-Verschalung integrierter Flächensensor ausgebildet ist, womit dieser u . U . nicht nur punktuell eine Temperatur erfasst, sondern einen integralen Temperaturwert ermitteln kann. Möglich ist des Weiteren, dass in einer Steuereinheit eine Auswertung eines Signals eines Sitzbelegungssensors erfolgt. Ein derartiges Messsignal kann dann an die Steuereinheit 10 übermittelt werden, womit die Sitzbelegung und damit die Strahlungswärme der Fluggäste in der Regelung Berücksichtigung finden kann. U. U. wird im Bereich der Zonen über den Flügeln eine andere Regelung, insbesondere mit anderen Regelparametern für die PI D-Regelung, verwendet als in anderen Zonen, da in den Zonen in dem Bereich der Flügel u. U. eine stärkere Konvektion erfolgt.

Möglich ist, dass das als Flächenelement 33 ausgebildete elektrische Heizelement 9 eine Heizfolie mit geringem Gewicht ist. Vorzugsweise verfügt die Heizfolie über ein Flächengewicht von weniger als 100 g/m 2 oder sogar weniger als 90 g/m 2 . Die Betriebsspannung der Heizfolie kann dabei der Bordspannung des Luftfahrzeugs entsprechen. Die Heizfolie kann nicht-verwebte Karbonfasern aufweisen, die als in eine thermoplastische Matrix eingebettete Heizwiderstände wirken. Für den Fall, dass als thermoplastische Matrix ein Material wie PEEK Einsatz findet, können Vorgaben für die Brennbarkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Medien auf einfache Weise erfüllt werden. Eine Auslegung der Leistungsabgabe der Heizelemente und damit des Kabinenluft-Einlassmoduls erfolgt vorzugsweise derart, dass bei einer Flussrate von mindestens

4 l/s, mindestens 5 l/s, mindestens 6 l/s oder einer Flussrate im Bereich von 6 l/s bis 7 l/s das Kabinenluft-Einlassmodul in der Lage ist, eine Erhöhung der Temperatur der Zuluft 5 von bis zu

5 K herbeizuführen. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass eine Auslegung derart erfolgt, dass eine Temperaturdifferenz in der Größenordnung von 1 -2 K herbeigeführt werden kann mit zwei Luftaustauschraten (180 s).

Die Erfindung schlägt auch eine besondere Art der Regelung der Kabinenluft-Einlassmodule einer Kabinenluftanlage vor: Für ein erstes Regelungskonzept erfolgt in der einem Kabinenluft-Einlassmodul zugeordneten Zone eine Erfassung mehrerer Temperaturen mittels mehrerer in der Zone angeordneter Temperatursensoren. Die Regelung des Heizelements des Kabinenluft-Einlassmoduls erfolgt dann auf Grundlage eines Mittelwerts der von den Temperatursensoren gemessenen Temperaturen. Beispielsweise können die Temperatursensoren an unterschiedlichen Sitzplätzen einer Sitzreihe der Zone und/oder in unterschiedlichen Höhen eines Sitzplatzes angeordnet sein. Für ein abweichendes Regelungskonzept erfolgt die Regelung der Heizleistung des Heizelements des Kabinenluft-Einlassmoduls auf Grundlage eines gewichteten Mittelwerts der Temperaturen, die die in der Zone angeordneten Temperatursensoren gemessen haben. So können beispielsweise Temperatursensoren in unterschiedlichen Höhen oder unterschiedlichen relativen Orten zu den in der Zone angeordneten Passagieren angeordnet werden, wobei dann eine Wichtung der gemessenen Temperaturen den Einfluss der Temperatur an dem jeweiligen Ort auf das Befinden des Passagiers abbilden kann. Alternativ oder zusätzlich möglich ist auch, dass die Regelung eines Heizelements eines Kabinenluft-Einlassmoduls nicht ausschließlich auf Grundlage mindestens eines Temperatursensors erfolgt, der in der dem Kabinenluft-Einlassmodul zugeordneten Zone angeordnet ist. Vielmehr kann auch eine Berücksichtigung von gemessenen Temperaturen von Temperatursensoren erfolgen, welche benachbart der Zone angeordnet sind, in der das Kabinenluft-Einlassmodul angeordnet ist. Beispielsweise können erste Temperatursensoren Temperaturen in der Zone messen, in der das Kabinenluft-Einlassmodul angeordnet ist, wobei diese Zone beispielsweise eine Sitzreihe N sein kann. Zweite Temperatursensoren messen dann die Temperaturen in einer benachbarten Zone, bei welcher es sich beispielsweise um eine Sitzreihe N-1 handeln kann. Schließlich messen dritte Temperatursensoren die Temperaturen in einer anderen benachbarten Zone, bei der es sich beispielsweise um eine Sitzreihe N+1 handeln kann. Aus den Temperaturen, die mit den ersten Temperatursensoren, den zweiten Temperatursensoren und den dritten Temperatursensoren gemessen worden sind, wird dann ein gewichtetes Mittel einer Temperatur erstellt, auf dessen Grundlage dann die Regelung des Heizelements des Kabinenluft-Einlassmoduls erfolgt. Für das genannte Beispiel kann beispielsweise eine Wichtung der Messsignale der ersten Temperatursensoren mit 50 % erfolgen, während die Wichtung der Temperaturen der zweiten und dritten Temperatursensoren jeweils mit 25 % erfolgt. Auf diese Weise kann die Regelung nicht nur den Einfluss des Wärmeeintrags des Kabinenluft-Einlassmoduls in die Zone berücksichtigen, sondern auch einen Wärmeaustausch der zu regelnden Zone mit benachbarten Zonen berücksichtigen. Es versteht sich, dass dann auch eine ent- sprechende Regelung für die Kabinenluft-Einlassmodule der benachbarten Zonen erfolgt.

BEZUGSZEICHENLISTE Kabinenluftanlage

Zone

Kabine

Kabinenzonen-Leitungsstrang

Zuluft

Einlassöffnung

Einlasseinrichtung

Strömungskanalkörper

Heizelement

Steuereinheit

Schalteinrichtung oder -relais

Steuerleitung

elektronische Steuereinheit

Temperatursensor

Leitung

Kabinenluft-Einlassmodul

Kabinenluft-Einlass

Kabinenluft-Auslass

Anschluss, Eingang

Anschluss, Eingang

Anschluss, Eingang

Anschluss, Ausgang

Wandungsbereich

Wand

Abstand

Strömungsrohr

Innenquerschnitt

Wandung des Strömungsrohrs

Wandung des Leitelements

Wandung des Leitelements

Leitelement

Teilströmungskanal Flächenelemente

Teilrohrsegment

Wendel

freier Durchtrittsquerschnitt Flugzeug

Temperatursensor

Kabinenmanagementsystem elektronische Steuereinheit Heizleistungen

Temperatursignal

Mantelkörper

Formwerkzeug