CN100564833C - 通风进气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通风进气装置(1)，包括至少一个有一通风口(14)的输气管(12)，该装置用从上游所述通风口流入所述输气管后从输气管下游流向飞机中至少一个受限区(11)的新鲜空气对要通风的所述受限区进行通风。本发明的特征在于，输气管(12)的横截面可按照所述飞机的飞行速度和高度调节，因此该进气装置包括一在一流体控制机构(18)的作用下可弹性变形、使得所述输气管横截面变动的膜片(19)。

Description

通风进气装置

本发明涉及一种通风进气装置，包括一有一通风口的输气管，用来对交通工具如飞机中至少一个受限区进行通风。

众所周知，航空领域广泛使用这类通风进气装置对具有热敏感设备和/或其周围有危险易燃易爆物的一区域进行换气，为防止设备失灵或起火和爆炸必需确保该区域的连续通风。

特别是，飞机喷气发动机的发动机舱与风扇和压缩机的外壳之间环形受限区中设置有许多机械和/或电装置。这些通常固定在该外壳上从而位于该受限区中的装置，例如发动机全权限数字控制机构、齿轮箱、发动机油箱、流体部件等用从通风口流入该装置后流经发动机舱中的输气管后在流出输气管时在受限区扩散的外部空气通风。这些装置如同从该空间散发的油或其它蒸汽那样由由输气管扩散的外部新鲜空气通风，从而确保这些装置正常运转。

为满足当前对该受限区单位时间换气率的强制性要求，该装置的输气管须有一定横截面，使得足够数量的空气在输气管中流通，在输气管出口处确保该含有要通风的装置的受限区得到换气。

但是公知的进气装置对要冷却的装置和要排出的蒸汽的通风效果并非最佳。

实际上，在这些进气装置中，尽管飞机在滑行、起飞或待飞、从而处于低速状态时从上游通风口流入该装置的具有一定横截面的输气管后从输气管下游流出的外部空气足以对这些装置进行适当通风，但另一方面，当飞机在最高飞行速度和高度下巡航时，从该进气装置的输气管出口流向要通风的该区的空气数量或流率太大。这意味着，这些装置受到过度冷却，由于在巡航高度下外部空气的温度非常低，因此这种情况尤烈，从而可导致这些装置的运转失灵。此外，测量表明，飞机巡航时，经进气装置的输气管在该受限区中流通的空气的换气量是所需的两倍，从而特别是发动机全权限数字控制机构受到过度冷却，造成其无法正常工作。

本发明的目的是克服这些缺点，涉及一种进气装置，其设计可确保喷气发动机上方区域之类受限区的通风最佳-但该区也可是飞机的点火区或中央区(机身腹部整流带)，或者一般地，交通工具中需要换气的多多少少封闭和热敏感的任何区域。

为此，该通风进气装置包括至少一个有一通风口的输气管，该进气装置用从上游所述通风口流入所述输气管后从输气管下游流向飞机中至少一个受限区的新鲜空气对要通风的所述受限区进行通风，所述进气装置包括可使所述输气管的横截面变动的可控阻塞装置，按照本发明，其特征在于，所述可控阻塞装置包括至少一个在一流体控制机构的作用下可弹性变形的膜片，使得所述输气管的横截面按照所述飞机的飞行速度和高度变动。

因此，在本发明下，按照飞机的飞行状态，进气装置的输气管的横截面可由可变形阻塞装置变动，流入受限区的空气流率可修正，从而有关装置的通风最佳。

例如，飞机巡航(最大飞行速度和高度)时，进气装置的输气管的横截面在可变形阻塞装置的作用下减小而对这些装置进行适度通风，从而防止这些装置过度冷却。但是，飞机滑行或起飞(低速)时，输气管的横截面由于不受所述可变形阻塞装置的阻挡而达最大值，从而空气流通量最大，位于受限区中的装置得到正确通风。

因此，在本发明下，通风进气装置的进气量随飞行状态而变，使得由通风对飞机性能的负效应最小。

此外，该阻塞装置的实施简单，随着输气管中该膜片随体积而变的变形，输气管的横截面即可变动。

例如，所述膜片装在一支撑件上，所述膜片与该支撑件一起界定一可变内部体积，所述膜片还固定地加到一限定所述输气管的侧壁上。

最好是，所述输气管的横截面呈由成对相对侧壁限定的长方形，所述输气管的长侧壁之一包括所述可变形阻塞装置，该可变形阻塞装置在所述横截面最大时不阻塞所述输气管，在所述横截面最小时阻塞所述输气管的一部分。

所述流体控制机构可包括一用一管子与该可变形阻塞装置连接的可控加压流体源。但是，在所述流体控制机构为自动的一特别优选的实施例中，所述流体控制机构把它在其中移动的流体的总压力(或发动机停车压力)加到所述飞机上。此时，所述流体控制机构包括一连接管，该连接管的上游端接受所述总压力，其下游端与所述可变形阻塞装置连通，从而直接、独立、自动和可靠地控制该膜片的膨胀。

所述连接管的上游端可在与输气管连通的所述通风口的进气端接受所述总压力，而所述连接管的所述下游端密封地穿过所述膜片中一连通孔。

可在轴向上引导所述膜片的弹性变形，所述连接管用作所述膜片的引导件而垂直插入所述膜片中央。因此，膜片的变形对称、均匀。

最好是，所述可弹性变形的膜片比方说呈圆形或四边形、长方形。

此外，该进气装置可包括一位于通风口上、至少局部盖住所述可变形阻塞装置的保护件。

可从附图更好理解本发明的实施方式。在这些附图中，相同部件用同一标号表示。

图1为具有本发明通风进气装置A的一喷气发动机的舱的局部剖面图；

图2为沿图1中II-II线剖取的所述喷气发动机舱的局部剖面图，示出要通风的各种装置；

图3为图1进气装置通风进气最大时的放大纵向剖面图；

图4和5分别为图3中进气装置的沿IV-IV线剖取的剖面图和箭头F方向上的视图；

图6同图3，但通风进气最小；

图7为沿图6中VII-VII线剖取的该进气装置的剖面图；

图8为所述进气装置一实施例的放大纵向剖面图；

图9和10分别为图8进气装置的沿IX-IX线剖取的剖面图和箭头G方向上的视图；

图11为所述进气装置另一实施例的放大纵向剖面图；

图12为沿图11中XII-XII线剖取的该进气装置的剖面图；

图13示出装有一保护件的图11所示进气装置；

图14为所述进气装置另一实施例的放大纵向剖面图；以及

图15为沿图14中XV-XV线剖取的该进气装置的剖面图。

由图1中长方形A表示的本发明通风进气装置1有一飞机发动机3如喷气发动机的舱2。如图1所示，舱2通常包括一向发动机馈送空气的进气前部4、一围绕发动机的风扇8和压缩机的外壳7的中央部5和一围绕燃烧室和透平的后部6，喷嘴9的外壳及其锥体从该后部伸出。

风扇和压缩机的外壳7上即在舱2与发动机3的外壳7之间的环形受限空间或区域11中装有各种机械和/或电装置或设备件10。图2例示出位于该区11中的某些装置即发动机全授权数字控制机构10A、齿轮箱10B和发动机油箱10C。

位于舱2前部4顶上的通风进气装置1确保该受限区11的换气而把装置10保持在合适温度下，使得它们能正常工作，为此，该进气装置包括前部4结构壁上一连通外部空气与受限区的输气管12。为此，输气管12的上游有一通风口14，下游有一与所述空间连接、通入舱的中央部5的扩散器15。

为使通风最佳，输气管12相对舱的前部4的外表面向发动机纵向轴线稍稍倾斜，以把外部新鲜空气最佳地引入输气管中后经一对扩散器15如图2中箭头f所示排出到环形受限空间11的两边上。

图3所示进气装置1的输气管12的总轮廓稍稍呈锥形，即在其切向通风口14之后收敛后稍稍向扩散器15发散，由侧壁16限定的其横截面在该例中如图4特别所示呈长方形。

为使输气管12的横截面可调节，通风进气装置1包括用流体控制机构18可变形的阻塞装置17。通过变动该横截面，流向受限区11的通风空气的数量或流率可按照飞机的飞行速度和高度减少或增加。

在图3-5所示例示性实施例中，可变形阻塞装置17为一其周边20装在一盘形刚性支撑件21的环形边缘平面部22上的圆形可弹性变形膜片19，该支撑件与该膜片之间形成一内部体积23。盘形支撑件21及其膜片19从而用连接件24如螺丝固定在输气管底壁16A上一与输气管顶壁16D与通风口14的对应圆边16E之间的连接部大致在一直线上的圆孔16C的对应环形边缘部16B上。锥形轮廓的输气管12的横截面在此部位上较小。

这些可变形阻塞装置17的流体控制机构18在该实施例中为一用长方形表示、用一管子26之类与盘形刚性支撑件21中央的一连通孔27连接的可控加压流体源25。

在图3-5中，膜片19处于与输气管底壁16A齐平的非受压位置，从而输气管12的横截面最大，流向其上有装置10的要通风的区域11的空气流率最大。在飞机速度低、特别是滑行、起飞时特别要求膜片19取这一位置。从而确保受限区的换气为单位时间若干次。

在图6和7中，在加压源25的作用下，气体之类的流体经管子26流入装置17的内部体积23中，造成可弹性变形膜片19膨胀。膜片19呈半球形直到其顶点接触输气管顶壁16D。从图7特别可见，在该膨胀位置，输气管12的供外部空气从通风14流入的长方形横截面减小，此时，该横截面较之图4由膨胀膜片减小到其最小值。因此，流过输气管12的空气数量减少到其最小值，即扩散入受限区11中的通风空气流率减小，从而由于膜片的膨胀，在飞机巡航即在很高高度高速飞行时防止有关设备10过度冷却。

当然，可在最大值与最小值之间调节在受限区11中扩散的空气流率，为此变动阻塞装置的膜片19的膨胀程度、从而变动所述输气管12的横截面。

图8-10所示进气装置1的阻塞装置17的实施例的不同之处在于刚性支撑件21和可弹性变形膜片19呈长方形。因此，支撑件21呈平底31长方形盘30，而膜片装在支撑件对应平面周边部22上，与支撑件界定可变内部体积23。由支撑件21和膜片19构成的组件用螺丝24固定在输气管的底壁16A上，输气管的横截面仍呈长方形，位置同前。支撑件21平底31上的一连通孔27供内部体积23经管子26与加压流体源25连通。

可变形阻塞装置17用长方形膜片19变动输气管12通风横截面的工作情况当然与图3-7所示实施例相同。图8和9用点划线示出膜片19膨胀位置。

在图11和12所示进气装置1的一优选实施例中，阻塞装置17同上，包括一平底31长方形支撑件21(或盘30)和一可弹性变形膜片19，由支撑件21和膜片19构成的组件在长方形横截面输气管12中的位置同上。但是，作用在膜片上的流体控制机构18把它在其中移动的流体的总压力施加在飞机上，它不再是加压流体源25，而是全压管那样的一连接管32，其上游端33与外部空气直接接触，其下游端34与支撑件-膜片组件的内部体积23连通。

确切说，管子32在壁16A与16D之间横跨输气管，其上游端33位于输气管的限定通风口14一部分、构成进气装置1前边的顶部圆边16E中的空间16F中。最好是，顶边16E的壁中有至少一个总压力通风口16H使得管子的上游端33与外部环境(空气)连通，管子的下游端34密封地穿过膜片19上的一孔35与内部体积23连通。

因此，应该看到，可弹性变形膜片19按照压力通风口16H上的总压力经管子32和阻塞装置17的内部体积23自动膨胀。因此输气管的横截面实现自动、独立调节。例如，飞机低速飞行(起飞或滑行)时，管子32中的总压力低，从而膜片19很少或根本不膨胀，进气装置1输气管12的通风横截面也就为其最大值或接近最大值，受限区11中的装置10的通风合适。

但是，飞机以接近最高速度巡航时，通风口16H、管子32、内部体积23中的总压力高，使得膜片19在输气管12中膨胀，同时输气管通风横截面减小。因此在受限区11中扩散的空气的流率减小，在确保可接受的通风的同时防止装置10过度冷却。

图13所示通风进气装置1包括一保护阻塞装置17的可弹性变形膜片19的部件36。该部件36只是一从通风口14的圆形底边16G伸到至少是膜片中央、宽度等于输气管宽度的柔性薄板37。该柔性板的上游端38用螺丝40铰接在圆形底边16G上，而其下游端39为自由端，靠弹性抵靠在膜片上。因此，板37保护膜片19不受进入输气管的外物的影响，使得流入输气管12的气流最佳，在其自身弹性作用下，管子中无压力时使得膜片返回收缩位置。

在图11-13中，所示管子32横跨输气管12。当然，必要时，如要求管子32在所述输气管12中不挡住冷却空气的流通，则管子32可绕开所述输气管。

但是，在图14和15所示所述进气装置1的实施例中，把穿过所述输气管12的管子32在可弹性变形膜片19在膨胀与收缩状态之间来回变动时用作该膜片的引导件。

为此，连接管32与膜片19垂直，其下游端34与膜片中心连接，经膜片上的一孔35与内部体积23连通。一中间轴承41连接管子的下游端34与膜片19。管子的上游端33位于限定输气管的圆形顶边16E的壁中。因此，弹性膜片19膨胀和收缩时其形状大致保持对称、均匀。

输气管12横截面按照飞机飞行速度和高度变动对受限区11进行换气的情况当然与图11和12所述实施例相同。

Claims (10)

1.一种通风进气装置(1)，包括至少一个有通风口(14)的输气管(12)，该通风进气装置用从上游穿过所述通风口流入所述输气管并从输气管下游流向待通风的受限区方向的新鲜空气对飞机中的至少一个所述受限区(11)进行通风，所述通风进气装置包括使所述输气管的横截面变动的可控阻塞装置，

其特征在于，

所述可控阻塞装置包括至少一个在流体控制机构(18)的作用下可弹性变形的膜片(19)，使得所述输气管的横截面根据所述飞机的飞行速度和高度而变动。

2.按权利要求1所述的通风进气装置，其特征在于，所述流体控制机构(18)包括可控加压流体源(25)。

3.按权利要求1所述的通风进气装置，其特征在于，所述流体控制机构(18)把空气总压力加到所述飞机上。

4.按权利要求3所述的通风进气装置，其特征在于，所述流体控制机构(18)包括连接管(32)，该连接管的上游端(33)接受所述总压力，该连接管的下游端(34)与所述膜片连通。

5.按权利要求4所述的通风进气装置，其特征在于，所述连接管(32)的上游端(33)在与输气管连通的所述通风口(14)的进气端(16E)处接受所述总压力，而所述连接管的所述下游端(34)密封地穿过所述膜片中的连通孔(35)。

6.按权利要求1-5之一所述的通风进气装置，其特征在于，所述膜片(19)装在支撑件(21)上，所述膜片与该支撑件一起界定了一可变内部体积(23)，所述支撑件还固定地插入到限定所述输气管(12)的侧壁(16)上。

7.按权利要求1-5之一所述的通风进气装置，其特征在于，所述输气管(12)的横截面呈由两两相对侧壁(16)限定的长方形，所述输气管的长侧壁之一包括所述可弹性变形膜片(19)，该膜片在所述横截面最大时不阻塞所述输气管，在所述横截面最小时阻塞所述输气管的一部分。

8.按权利要求4或5所述的通风进气装置，其特征在于，在轴向上引导所述膜片(19)的弹性变形；所述连接管(32)用作所述膜片的引导件并且垂直插入所述膜片中央。

9.按权利要求1-5之一所述的通风进气装置，其特征在于，所述可弹性变形的膜片呈圆形或四边形。

10.按权利要求1-5之一所述的通风进气装置，其特征在于，该进气装置还包括至少局部盖住所述可弹性变形膜片(19)的保护件(36)。

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