CN101973402A

CN101973402A - 一种适用于大型运输机的新型可变式送风系统

Info

Publication number: CN101973402A
Application number: CN2010102924434A
Authority: CN
Inventors: 庞丽萍; 巩萌萌; 崔燚; 王浚
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2010-09-26
Filing date: 2010-09-26
Publication date: 2011-02-16

Abstract

本发明公开了一种使用了大型运输机双层结构舱体内的柔性送风系统，包括混合腔，连接管路，可伸缩柔性风管，混合腔和柔性风管通过连接管路相通，组成了柔性送风系统的空气分配结构。在本发明中柔性风管可自由伸缩，可以灵活的安装/拆卸，并且与原有的固定式送风系统相独立，其结构紧凑，安装/拆卸灵活，系统能耗低，特别适用了单双层结构频繁变动的场所。

Description

一种适用于大型运输机的新型可变式送风系统

技术领域

本发明涉及一种可在座舱系统中灵活布置的送风系统，其适用于大型飞机(尤其是大型运输机)。

背景技术

送风系统是将已调节好温度和压力的空气按需输送到需要进行温度控制的区域或设备。空气分配的合理与否直接体现了飞机环控系统的好坏，是环控系统效能体现的最终保证。

大型运输机(尤其是军用运输机)的空气分配系统根据具体的配置可包括：驾驶舱空气分配系统、休息舱空气分配系统、货仓空气分配系统、座舱再循环系统、电子设备冷却系统、厨房/盥洗室通风系统、货仓地面通风系统、货桥加热系统及应急通风系统。

现有的双层座舱送风系统，与单层座舱送风系统相比，只是多加了一套回风口。图1示意显示了一种传统的单层座舱送风系统，其中标号1为飞机机身，2为混合腔，201为送风喷头，202为回风口，3为再循环风扇，4为座舱地板。传统双层座舱系统是在传统单层座舱系统的基础上简单做了分层而成。图2示意显示了一种典型的传统双层座舱送风系统，其中，标号203为回风口，401为分层甲板；这样的系统具有这些问题：

(1)通过在原有单层座舱结构的基础上在机身1中部加入了分层甲板401变成了双层布局，由于传统双层座舱系统中的空气分配系统延续了以前单层结构送风系统的方案，唯一的改动是在位于分层甲板401上部的两侧加入了回风口203。中间分层甲板401的安装严重影响了混合气体在空间垂直向下的流动，降低了冷却的新鲜空气进入到下层座舱的能力，最终影响到双层座舱空间内温度的垂直均匀分布。

(2)在原有的空气分配系统基础上为了适应双层空间布局，只有在分层甲板401上设置很多通孔(未显示)，以将新鲜空气从上层空间输送到下层空间，并且甲板401是临时安装和拆卸的，所以这样的设置影响了双层布局座舱运输机的适用性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种适用于大型飞机尤其是大型运输机的送风系统，其中所述大型飞机的机舱内部被分层甲板分为上层空间和下层空间，所述送风系统包括：

第一混合腔，用于为送风喷头提供气源，并用于负责所述上层空间的空气分配，其中通过第一混合腔调节好温度和压力的气源通过固定管道被输送到所述送风喷头；

其特征在于所述送风系统进一步包括：

第二混合腔，用于通过一个第一连接管路向一个第一柔性风管提供调节好的气源；

所述第一连接管道；

所述第一柔性风管，其被设置在分层甲板下表面上，其中所述第一柔性风管表面上设置有通风孔；

设置在所述分层甲板下表面上的第二柔性风管，其通过第二连接管路与所述第一柔性风管相连通；

所述第二连接管路。

根据本发明的另一个方面，提供了一种成套构件，该成套构件可组装成适用于大型飞机尤其是大型运输机的机舱的分层甲板，其特征在于所述成套构件上预装有上述第一柔性风管、第二柔性风管、第二连接管路的构成部分，从而当用所述成套构件组装成所述分层甲板时，所述分层甲板上带有所述第一柔性风管、第二柔性风管、第二连接管路。

附图说明：

图1为传统单层机舱送风系统的示意图。

图2为传统双层布局的设计示意图。

图3为根据本发明的一个实施例的柔性送风系统的结构及气流流动示意图。

图4为根据本发明的一个实施例的柔性送风系统位于送风喷头处的机舱横截面示意图。

图5为根据本发明的一个实施例的柔性送风系统位于给柔性风管送风的混合腔处的机舱横截面示意图。

附图标记：

1.机舱2.固定送风系统混合腔201.送风喷头202.下层空间回风口

203.上层空间回风口3.再循环风扇4机舱底板401.分层甲板

501.第二柔性风管502.第一柔性风管

6.柔性送风系统混合腔601.第一连接管路602.第二连接管路

具体实施方式：

本发明的目的之一，是提供一种柔性送风系统，该装置解决了在双层座舱结构中空气分配的垂直均匀度的问题，提高了空气分配系统的效能。采用圆形断面，纤维布质伸缩风管，流通面积大，漏风率低，使用与更高的迎面风速，而且具有多种出风方式.既可以灵活改变供风方向，又替代了金属材料，减轻了材料重量，且该系统拆装方便，风机需要的功率远小于常规的送风系统的风机功率.整个系统相当于全面孔板的置换通风，这非常有利于控制座舱内的空气质量并保证座舱舒适性。

本发明的技术实施手段有：

1.改造原有带孔的分层甲板的形状，采用实体没有孔的分层甲板，并且采用模块设计，拆卸方便，能够临时搭建起双层布局。

2.在分层甲板的下表面安装四排柔性纤维布质风管的伸缩滑轨，用于临时安装柔性风管。

3.专门预留一个用于给柔性送风系统送风的混合腔及管路，这样柔性送风系统就和原来固定管路送风系统分离开来，给安装和拆卸带来了方便。

根据本发明的一个实施例，由柔性风管，专门给柔性风管提供气源的第二混合腔及第一和第二连接管路共同组成了可拆卸的柔性送风系统。四根柔性风管沿着分层甲板平行排列，左右两边的风管截面呈四分之一圆形状，中间的风管截面呈半圆形状。该柔性送风系统的气源由第二混合腔提供，新鲜空气从混合腔流出，然后通过第一连接管路分别分配到了左右两边的风管，左右两边的风管和中间风管通过第二联接管路相通，新鲜空气通过第二连接管路继续流动便到了位于中间两根风管。该柔性送风系统与座舱原先固定的机舱送风系统相独立，可以实现快速的安装及拆卸，互不影响。纤维布质伸缩风管可以通过位于分层甲板下表面的滑轨灵活的伸缩，并且该风管流通面积大，漏风率低，使用与更高的迎面风速，而且具有多种出风方式.既可以灵活改变供风方向，又替代了金属材料，减轻了材料重量，且该系统拆装方便，风机需要的功率远小于常规的送风系统的风机功率.整个系统相当于全面孔板的置换通风，不仅在功能上实现了提高，也在系统多变的情况下实现了灵活性提高，在复杂情况下的适应性更强。

本发明的优点包括：

-与传统的送风系统相比，该送风系统更加灵活，既可以改变送风风向，也可以灵活安装及拆卸，实现了大型运输机在复杂环境中的高适应性。

-由于风管可采用纤维布质材料制作，极大的减轻了飞机的重量，并且降低了风机的功耗，提高了大型运输机的载重量也降低了能量的消耗。

-在双层布局的情况下，由于采用了柔性风管通风，极大的改善了下层空间气源的输入量和均匀度，实现了上下两层空气质量的同步，基本满足大型运输机的各种运输要求。

送风系统是将已调节好温度和压力的空气按需输送到需要进行温度控制的区域或设备。空气分配的合理与否直接体现了飞机环控系统的好坏，是环控系统效能体现的最终保证。为了满足双层布局结构的大型军用运输机空气分配系统要求，引入了柔性送风系统，柔性送风系统能够实现下层机舱内气流的均匀度并且能及时补充新鲜空气，该结构简单、重量轻，安装拆卸灵活，具有很强的适应性。

图3示意显示了根据本发明的一个实施例的送风系统的结构示意图，其中所述大型飞机的机舱内部被分层甲板401分为上层空间和下层空间，第一混合腔2为送风喷头201提供气源，送风喷头201的作用是将混合气体喷射到整个上层空间，该装置的表面具有多个方向微孔装置，能够将单一方向流动的气流扩散到多个方向，极大的增大了气流的迎风面积。送风碰头201主要负责上层空间的空气分配，通过第一混合腔2将已经调节好温度和压力的气源通过管道205输送到送风喷头201，从喷头201处流出的气流呈多方向的分散流动，以提高上层气流的均匀度；而第二混合腔6和第二混合腔2互相独立地设置，它的作用是给设置在甲板401的下表面上的第一柔性风管502提供调节好的气源，其中，从混合腔6流出的已调节好温度和气压的气流，通过连接管道601，被输送到柔性风管502，然后气流分三个方向流动，即分别为沿第一柔性风管502的两个相反方向和沿着管路602方向流动，其中沿着柔性风管502的两个相反方向流动的气流通过在柔性风管502表面上设置的通风孔(未显示)，将调节好的气流均匀多方向地输送到了甲板401之下的下层空间中，而流经管路602的气流流进铺设在甲板下表面上的第二柔性风管501中，然后沿柔性风管501的两个反方向流动，继续将调节好的气流通过在柔性风管501表面上设置的通孔(未显示)输送到了甲板401下层的空间中。在本发明的该方案中，整个固定送风系统(2，205，201)和柔性送风系统(6，601，502，，602，501)相互独立，相互补充协调，实现了甲板上下各空间中的气流均匀度及足够的气流量，并且柔性送风系统拆卸方便，能够迅速安装和拆卸，不会影响或干扰固定送风系统的结构。

根据本发明的一个优选实施例，第一柔性风管502是四分之一圆截面的风管，如图3-5所示，第二柔性风管501为半圆形截面柔性风管。

根据本发明的一个优选实施例，第一柔性风管502被设置在分层甲板401下表面上靠近机舱1处，第二柔性风管501被设置在分层甲板401下表面上接近机舱1的中央处。根据一个进一步的优选实施例，第二柔性风管501包括两根并行的柔性风管。

图4示意显示了根据本发明的一个实施例的送风系统在固定送风喷头201处的机舱横截面示意图，其中1为机舱，2为第一混合腔，201为固定送风喷头，203为上层空间回风口，202为下层空间回风口，3为再循环风扇，501为半圆形截面的第二柔性风管，502为四分之一圆截面的第一柔性风管。气体从混合腔2流出进入到固定送风喷头201，然后从固定送风喷头201向多个方向喷出调节好的空气，形成均匀气流组织，最后从回风口203回收，再次回到混合腔2中，实现了气流的循环。甲板下层的空间中设置了半圆形的第二柔性风管501及四分之一圆形的第一柔性风管502，在下部也设置了回风口202，并且在底板4之下设有再循环风扇3。

如图5所示，为位于给柔性送风系统提供气源的独立的第二混合腔6处的横截面示意图。其中1为机舱，202为下层空间回风口，3为再循环风扇，6为第二混合腔，601为第一连接管路，602为第二连接管路。调节好的气流从混合腔6中流出，通过第一连接管路601将调节好的气流输送到四分之一圆截面的第一柔性风管502处，其中气流在第一柔性风管502中沿相反方向流动从而实现了送风，通过在第一柔性风管502上的风孔(未显示)将气流均匀输送到整个下层空间；还有一股气流经过第二连接管路602进入到半圆形的第二柔性风管501中，实现了向第二柔性风管501的气流供应。当调节好的气流从柔性风管501及502中通过密布排列的风孔(未显示)均匀流出后，在机舱下层的回风口202处回收，以再次进入到混合腔6中从而实现了气流的循环。

下面介绍根据本发明的一个实施例的工作过程：

参见图3，根据本发明的一个实施例，整个机舱的空气分配系统包括两部风，一部分是固定方式的带送风喷头的机舱上层空间空气分配系统，另一部分是用于下层空间空气分配的可拆卸的柔性送风系统。如图4所示，在用于上层空间的固定空气分配系统中，从第一混合腔2中流出的已经调节好温度和气压的气流进入到送风喷头201，然后从固定送风喷头201送出，这样就实现了机舱上层空间的空气均匀度，实现了上层空间空气调节的目的，最后从上层空间回风口203处回收以再次进入到混合腔2中，从而实现气流的循环利用。如图5所示，在用于下层空间的可拆卸的柔性送风系统中，从第二混合腔6中流出的已经调节好温度和压力的气流通过第一连接管路601进入到四分之一圆形的第一柔性风管502，气流在第一柔性风管502中向机舱的首尾两端方向流动，再通过第一柔性风管502表面的风孔(未显示)将空气分送到下层空间中，其中还有一路气流通过第二连接管路602被输送到半圆形的第二柔性风管501中，再通过柔性风管501向机舱的首尾两端方向流动，并且通过第二柔性风管501表面的风孔(未显示)均匀地分送到下层空间中，从而实现了下层空间的均匀空气分配，再通过下层空间回风口202将气流回收到混合腔6中，从而实现气流的循环利用。这样，机舱上下两层空气分配系统共同组成了大型运输机双层布局的空气分配系统。

可拆卸的柔性送风系统中，至少第一柔性风管502、第二柔性风管501、第二连接管路602的构成部分可以被预装在分层甲板401的构件上，从而在组装分层甲板401的同时，也就组装了至少至少第一柔性风管502、第二柔性风管501、第二连接管路602。

第一柔性风管502、第二柔性风管501，由纤维布质柔性材料制成，如聚丙烯材料制成的纤维布。第二连接管路602可由刚性材料制成，如采用轻质铝管制成。

在其中至少第一柔性风管502、第二柔性风管501、第二连接管路602可以预装在分层甲板401的构件上的情况下，本发明也包括了可组装成带有第一柔性风管502、第二柔性风管501、第二连接管路602的分层甲板401的成套构件。

本发明的有益效果包括：-能够同时实现大型运输机的单/双层空间布局的空气分配功能；

-在从单层转换到双层的空间布局的情况下，空气分配系统的安装非常灵活简单，既满足了功能需要，也减轻了飞机重量及能量消耗，具有很强的复杂环境的适应能力。

应当理解的是，在以上叙述和说明中对本发明所进行的描述只是说明而非限定性的，且在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的前提下，可以对上述实施例进行各种改变、变形、和/或修正。

Claims

1.适用于大型飞机尤其是大型运输机的送风系统，其中所述大型飞机的机舱内部被分层甲板(401)分为上层空间和下层空间，所述送风系统包括：

第一混合腔(2)，用于为送风喷头(201)提供气源，并用于负责所述上层空间的空气分配，其中通过第一混合腔(2)调节好温度和压力的气源通过固定管道(205)被输送到所述送风喷头(201)；

其特征在于所述送风系统进一步包括：

第二混合腔(6)，用于通过一个第一连接管路(601)向一个第一柔性风管(502)提供调节好的气源；

所述第一连接管道(601)；

所述第一柔性风管(502)，其被设置在分层甲板(401)下表面上，其中所述第一柔性风管(502)表面上设置有通风孔；

设置在所述分层甲板(401)下表面上的第二柔性风管(501)，其通过第二连接管路(602)与所述第一柔性风管(502)相连通；

所述第二连接管路(602)。

2.根据权利要求1的送风系统，其特征在于：

包括所述第一混合腔(2)、送风喷头(201)、固定管道(205)的固定送风系统(2，205，201)和包括第二混合腔(6)、所述第一连接管道(601)、所述第一柔性风管(502)、所述第二柔性风管(501)、所述所述第二连接管路(602)的柔性送风系统(6，601，502，，602，501)相互独立且相互补充协调，

其中所述柔性送风系统拆卸方便，且不会影响或干扰固定送风系统的结构。

3.根据权利要求1的送风系统，其特征在于：

所述第一柔性风管(502)被设置在分层甲板(401)下表面上靠近机舱(1)的舱壁处，所述第二柔性风管(501)被设置在分层甲板(401)下表面上接近机舱1的中央处。

4.根据权利要求1-3中任何一项的送风系统，其特征在于：

所述第一柔性风管(502)是四分之一圆截面的风管，所述第二柔性风管(501)为半圆形截面柔性风管。

5.根据权利要求1-3中任何一项的送风系统，其特征在于：

其中所述第二柔性风管(501)包括两根并行的柔性风管。

6.根据权利要求1-3中任何一项的送风系统，其特征在于：第二混合腔(6)和第二混合腔2互相独立地设置。

7.根据权利要求1-3中任何一项的送风系统，其特征在于：

所述第一柔性风管(502)、第二柔性风管(501)、第二连接管路(602)的构成部分被预装在分层甲板(401)的构件上。

8.根据权利要求1-3中任何一项的送风系统，其特征在于：

第一柔性风管(502)、第二柔性风管(501)、第二连接管路(602)由柔性材料制成。

9.根据权利要求1-3中任何一项的送风系统，其特征在于：

所述第一柔性风管(502)和第二柔性风管(501)由纤维布质柔性材料制成，

所述第二连接管路(602)由诸如轻质铝管的刚性材料制成。

10.一种成套构件，该成套构件可组装成适用于大型飞机尤其是大型运输机的机舱(1)的分层甲板(401)，其特征在于所述成套构件上预装有根据权利要求1-3中任何一项所述的第一柔性风管(502)、第二柔性风管(501)、第二连接管路(602)的构成部分，从而当用所述成套构件组装成所述分层甲板(401)时，所述分层甲板(401)上带有所述第一柔性风管(502)、第二柔性风管(501)、第二连接管路(602)。