CN101378957B - 具有旋风排气装置的飞行器空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行器空调系统，其具有用于将新鲜空气传送至机舱中的至少一个新鲜空气供给管路(14)空调系统，其中新鲜空气经由至少一个排气装置(48)吹送到飞行器机舱中。为了形成可减轻重量和节省成本的所述系统，在所述排气装置(48)附近设置旋风单元(10)。该单元具有：进风口(12)，其与新鲜空气供给管路(14)连通；进气口(28)，通过所述进气口将空气从飞行器机舱吸入；和至少一个排出口(24)，其与至少一个排气装置(48)连通，其中在飞行器空调系统操作期间借助于作为进气的新鲜空气在旋风单元(10)中产生旋流，而且进一步地，其中空气通过进气口(28)从飞行器机舱被吸入并连同新鲜空气一起通过排出口(24)排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞行器空调系统，其具有用于将新鲜空气传送到飞行器机舱中的至少一个新鲜空气供给管路，其中新鲜空气经由至少一个排气装置吹送到飞行器机舱中。这里，“新鲜空气”意指还没有在飞行器机舱中停留过的空气。所述新鲜空气通常来源于所谓的AGU(空气产生单元)，即空气处理系统，使用发动机引气的AGU提供能够运送至飞行器机舱中的经适当调节的新鲜空气。在本情况下，术语“飞行器机舱”理解为飞行器机舱的内部。这可以是飞行员驾驶舱、客舱和/或货舱。
背景技术
为了减少飞行器机舱所需的新鲜空气量，已知将容纳于飞行器机舱中的一定比例的空气进行再循环，即，从飞行器机舱中抽取部分空气，对这部分空气进行处理，然后将其——通常是连同在任何情况下持续供给到飞行器机舱的新鲜空气一起——送回到飞行器机舱中。为此，所述再循环空气必须与新鲜空气混合，这通常是在中央位置处进行，例如在连接到中央空气处理单元(AGU)下游的混合器中。显然这将需要很长的管路通道，这样不仅会增加飞行器的生产成本，而且还会占据安装空间并导致重量增加。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够消除上述问题的改进的飞行器空调系统。
从开头提到的广泛已知的飞行器空调系统着手，由于将旋风单元设置在排气装置附近所以根据本发明可达到上述目的，其中，所述单元具有与新鲜空气供给管路连通的进风口、通过其将空气从飞行器机舱中吸入的进气口以及与至少一个排气装置连通的至少一个排出口，其中在飞行器空调系统操作期间借助于作为进气的新鲜空气在旋风单元中产生旋流，而且进一步地，其中空气通过进气口从飞行器机舱中被吸入并连同新鲜空气一起通过排出口排出。因此，根据本发明所述的系统仅需要用于供给新鲜空气的长的管路，同时从飞行器机舱取得并进行再循环的空气与新鲜空气混合并且可选地还能够在旋风单元中进行本地净化。因此，根据本发明的系统可减轻重量并需要较少的生产和装配成本。而且，其具有在流动期间最优化的形式。
此处，用语“在排气装置附近”意指所述旋风单元并不代表担负多个排气装置的中央混合单元，而是，旋风单元与每个排气装置或若干排气装置关联在一起，该单元的进气口直接地或通过短的进气管与飞行器机舱连通。在最简单的情况下，排气装置是限定流出口的部件。在进一步改进的形式中，排气装置可具有横跨所述流出口的一个或多个导向叶片，用于以更加均匀的方式分配流出的空气和/或沿特定的方向引导空气。
根据优选实施方式，所述旋风单元的主体为水平剖分结构并包括：上部部分，所述上部部分在其中央区域中限定排出口；以及下部部分，所述下部部分与所述上部部分一起限定环形空腔，该空腔的径向内壁是由从下部部分向上延伸至排出口的区域中的中空的截顶锥形成。在环形空腔中通过沿切线引入的进气而产生旋流。此种类型的实施方式制造成本低且易于装配。
在上述实施方式中，所述中空截顶锥的最大横截面优选地形成所述进气口。如上所述，所述进气口可从例如飞行器货舱的飞行器机舱直接吸入空气，其中所述旋风单元能够在不被隐藏的情况下进行设置；或者所述进气口可与短的进气管连通，经由所述短的进气管从例如商用飞行器的客舱吸入空气。在后者的情况下，旋风单元优选地以隐藏的方式安装，例如安装在飞行器机舱的盖面护墙板的后面。如果进气口直接与飞行器机舱连通，优选地使保护格栅横跨所述进气口横截面，从而防止不期望的物品进入所述旋风单元中。
如上所述，旋风单元的排出口还可以与两个或多个排气装置连通而非与一个排气装置连通。具体地，当所述排出口与多于一个的排气装置连通时，每个排气装置通过排气管路与所述排出口连通。当与具有中央混合单元的空调系统中所需的管路相比时，这些排气管路也非常短，如果设有进气管的话，则所述排气管路的长度可相应地近似于所述进气管的长度。
在每个排气装置通过排气管路与旋风单元的排出口连通的实施方式中，优选地，每个排气管路通过其与排气装置相对的位于与旋风单元的排出口直接连通的分配器元件中的端部展开。这样，借助于同一个旋风单元能够以节省空间的方式供给多个排气装置。根据优选的构造，所述分配器元件包括具有中央开口的环形体以及排气管路，所述中央开口建立起与旋风单元的排出口的连通，并且排气管路从环形体径向向外延伸。在旋风单元中首先产生的旋流保持在此种分配器元件中，从而使得与再循环空气混合的新鲜空气能够均匀地分配到各个排气装置。以结构上有利的方式，每个排气管路优选为水平剖分形式，并且因此能够容易地实现为例如注塑制件，而且能够容易地进行组装。
如果需要，在无需高的额外构造费用的情况下，所述旋风单元可同时作为空气中包含的颗粒的分离器。
附图说明
接下来，将基于所附的示意图详细说明根据本发明用于飞行器空调系统的旋风单元的实施方式，其中：
图1示出根据本发明的飞行器空调系统的旋风单元的三维分解图；
图2是图1的旋风单元的横向断开的三维图；
图3是图1的旋风单元的纵向断开的另一三维图。
具体实施方式
图1以三维分解图的方式示出旋风单元10，旋风单元10的进风口12与飞行器空调系统的新鲜空气供给管路14连通。供给管路14将通常来源于飞行器的中央空气处理单元(AGU＝空气产生单元)的新鲜空气传送到旋风单元10。
所述旋风单元10具有包括下部部分18和上部部分20(参见附图1)的主体16(参见附图2)，上部部分和下部部分共同限定了处于主体16内部的环形空腔22。所述上部部分20具有中央开口区域，中央开口区域形成旋风单元10的排出口24。所述环形空腔22的径向内壁是由中空截顶锥26形成，中空截顶锥26从下部部分18的底部向上延伸并且其端部大致位于所述排出24的区域中(具体参见附图2)。在本实施方式中，所述中空截顶锥26与所述下部部分18是以整合为一体的方式形成。
位于下部部分18的底部区域中的中空截顶锥26的最大横截面形成所述旋风单元10的进气口28，为了安全的因素，进气口28架有保护格栅30，保护格栅30与位于下部部分18的环32紧固(参见附图1和3)。
分配器元件34直接与旋风单元10的排出口24连通，在本示范示例中所述分配器元件34为整体构造并且包括具有下部中央开口38的环形体36，在装配状态下所述下部中央开口38面向排出24并与所述排出口24连通。通过旋风单元10的排出口24和分配器元件34的下部开口38，环形空腔22与在环形体36的内部形成的另一环形空腔37流体连通(参见附图2和3)。在图示的实施方式中，布置成彼此背对的两个凸缘40从分配器元件34延伸，更具体地从分配器元件34的环形体36延伸，所述凸缘40分接到分配器元件34中的所述另一环形空腔37并且用来与相应的排气管路42配合，所述管路从环形体36大致沿径向向外延伸。凹部43(参见附图3)形成在分配器元件34的上部顶面的中央区域中，所述凹部在旋风单元10的中空截顶锥26的自由端方向上延伸进入到分配器元件34中。
每个排气管路42沿水平剖分并因此包括下部排气管路部分44和上部排气管路部分46(参见附图1)。排气装置48设置在每个排气管路42的自由端，在图示的实施方式中所述排气装置48是由送风格栅形成，所述送风格栅嵌入到在排气管路42的自由端处形成的开口中。
现在来说明旋风单元10的操作。通过供给管路14将新鲜空气作为进气供给到旋风单元10。该进气通过进风口12沿切向流入到旋风单元10的环形空腔22中并在环形空腔22中逐渐形成类似旋流。旋流在其径向内部中心——也称作风眼——中产生负压，这样导致机舱空气通过进气口28和中空截顶锥26而被吸入到旋风单元10中。在被吸入的机舱空气流经中空截顶锥26的自由端之后，其冲击表面50，在该情况下，平面是由分配器元件34的中央凹部43形成并使被吸入且将要再循环的空气沿径向向外偏转。
在所述环形空腔22中循环的新鲜空气在继续循环的同时通过旋风单元10的排出口24和分配器元件的开口38向上移动进入到分配器元件34中，在分配器元件34处新鲜空气与通过进气口28流入旋风单元10并由表面50偏转的机舱空气相遇。两种气团——即新鲜空气和吸入的机舱空气——此刻在通过分配器元件34的环形体36形成的所述另一环形空腔37中一起循环并且在该过程中亲密混合。因此，在所述另一环形空腔37中也存在旋流。
如此混合的空气通过凸缘40沿径向离开分配器元件34并通过排气管路42流到排气装置48以及通过排气装置48流入到飞行器机舱中。
上述配置的所有部件可低成本构造成塑料的注塑制件。
Claims (11)
1.一种飞行器空调系统，具有用于将新鲜空气传送至飞行器机舱中的至少一个新鲜空气供给管路(14)，其中所述新鲜空气经由至少一个排气装置(48)吹送到所述飞行器机舱中，其特征在于，在所述排气装置(48)附近设有旋风单元(10)，所述单元具有主体(16)、分配器元件(34)、与所述新鲜空气供给管路(14)连通的进风口(12)、通过其将空气从所述飞行器机舱吸入的进气口(28)以及与所述至少一个排气装置(48)连通的至少一个排出口(24)，其中在所述飞行器空调系统操作期间仅借助于来自所述新鲜空气供给管路(14)的所述新鲜空气在所述旋风单元(10)的所述主体(16)中产生第一旋流并且借助于机舱空气以及作为进气的所述第一旋流的所述新鲜空气在所述分配器元件(34)中产生第二旋流，而且进一步地，其中所述机舱空气通过所述进气口(28)从所述飞行器机舱被吸入并连同所述新鲜空气一起通过所述排出口(24)排出。
2.如权利要求1所述的飞行器空调系统，其特征在于，所述进气口(28)经由进气管与所述飞行器机舱连通。
3.如权利要求1所述的飞行器空调系统，其特征在于，所述进气口(28)直接与所述飞行器机舱连通。
4.如权利要求1-3中任一项所述的飞行器空调系统，其特征在于，所述旋风单元(10)的主体(16)为水平剖分结构并具有：上部部分(20)，所述上部部分(20)在其上部区域中限定所述排出口(24)；以及下部部分(18)，所述下部部分(18)与所述上部部分(20)一起限定环形空腔(22)，所述环形空腔(22)的径向内壁是由从所述下部部分(18)向上延伸至所述排出口(24)的区域中的中空截顶锥(26)形成。
5.如权利要求4所述的飞行器空调系统，其特征在于，所述中空截顶锥(26)的最大横截面形成所述进气口(28)。
6.如权利要求1至3中任一项所述的飞行器空调系统，其特征在于，所述排出口(24)与两个或多个排气装置(48)连通。
7.如权利要求1至3中任一项所述的飞行器空调系统，其特征在于，每个排气装置(48)通过排气管路(42)与所述排出口(24)连通。
8.如权利要求7所述的飞行器空调系统，其特征在于，每个排气管路(42)通过其与所述排气装置(48)相对的位于与所述排出口(24)直接连通的分配器元件(34)处的端部展开。
9.如权利要求8所述的飞行器空调系统，其特征在于，所述分配器元件(34)包括具有中央开口(38)的环形体(36)，所述中央开口(38)建立起与所述排出口(24)的连通，并且所述排气管路(42)从所述环形体(36)沿径向向外延伸。
10.如权利要求9所述的飞行器空调系统，其特征在于，每个排气管路(42)为水平剖分形式。
11.如权利要求1至3中任一项所述的飞行器空调系统，其特征在于，所述旋风单元(10)同时作为用于所述空气中包含的颗粒的分离器。
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