CN103029838A - 通风系统、其吹气与抽气回路以及飞行器航空电子设备舱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通风系统、其吹气与抽气回路以及飞行器航空电子设备舱。本发明的目的在于通过针对工作部件(航空电子设备舱)和结构部件(驾驶舱地板)的多功能化处理来克服与航空电子设备舱的通风系统的安装相关的缺陷，并基本保持在相同体积内。此外，本发明意在通过在驾驶舱中进行这种系统整合来减少零部件数目。为此，根据一个实施例，该回路具有两个用于增强驾驶舱(24)地板(5)的撑杆组件(31、32)，各个撑杆组件关于飞行器的中心面(P1)对称布置，以及用于从撑杆组件向所述舱(1)的舱室(51-55)吹气的分配装置。抽吸回路包括排气管道，排气管道结合在舱室中并由紧密的舱室间接头联接在一起，形成紧凑性最大化的整体构造。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器的航空电子设备舱的通风系统，更具体的涉及用于这种系统的吹气与抽气回路。
本发明通常适用于设有航空电子设备舱的飞行器，航空电子设备舱将电气和电子材料集合成舱室，其集成有电芯、计算器和/或其他电子设备(转换器等)和/或与电气/电子设备有关的模块，例如供电模块、电池、惯性单元等。与这种舱联接的电导线允许该材料通过机载网络连接到相关的功能装置或操作装置。
在运行中，这种材料会释放出热量。本发明的领域涉及通过转移耗散的热量来持续的给这种材料降温。在本公开中，术语“航空电子设备舱”并不仅限于飞机，而是可以适用于任何种类的飞行器或者其他包括驾驶舱的运输装置。
背景技术
目前，航空电子设备舱布置在位于驾驶舱地板结构下方的舱内，并且部分地布置在位于乘客舱下方的货舱内。术语“航空电子设备舱”在本公开中代表前面提及的全部电气和电子舱室。
现在，如图1示意性所示，由于电气设备的增加，航空电子设备舱的冷却由一套两个独立的回路实现，所述回路包括：吹气回路C1和抽气回路C2，其中吹气回路C1包括各个舱室B中的吹气进气管K1(箭头Fa)，其与独立的通道11(箭头Fb)联接，空气因而在每个舱室中循环(箭头Fc)，抽气回路C2用于已穿过舱室B的空气，其包括独立的抽气通道12(箭头Fd)，抽气通道与抽气出气管K2(箭头Fe)联接。飞机的每一侧具有吹气回路C1和抽气回路C2。基于安全因素，这些回路是双重设置的。
这些回路由于其形状的复杂性以及可用空间的有限带来了安装方面的问题。此外，在货舱中进行电气/电子材料的集成也是有问题的，因为该区域是不安全的。备用系统(舱室、电气通路、空气回路等)之间要保持的隔离受到限制。
因此，曾提议将整个航空电子设备舱功能集中到飞行器前部的安全区中，安全区包括驾驶舱、前货舱和二者之间的地板结构。
但是，由于这种前部安全区，特别是驾驶舱，已经充分布置了其完整的设备和装置，于是拥塞问题就变得非常突出。通常的吹气和抽气装置，包括相互连接的大直径的导管，目前采用薄厚度的复合材料制成，这样可以为更好的一体化“服务”。但是，这些装置带来了安装约束，由于其复杂性和体积以及由轻薄材料(通常是复合材料)制成的易碎结构，这些约束很难得以解决。
发明内容
本发明的目的在于通过针对航空电子设备舱的工作部件和地板的结构部的多功能化处理，克服与上述安装约束相关的缺陷，并基本保持其初始体积。此外，本发明意在提供通过减少零部件数目和进行系统的一体化获得质量和成本方面的收益。
本发明尤其适用于飞行器驾驶舱的地板结构，其是优先安全空间，地板的结构体积将驾驶舱和前部尖端舱隔离开。飞行器的其他区域的地板也可以利用，特别是，专用通道区域(厨房、卫生间等)的地板，其位于乘客舱的前部、后部且有时候是中部。
更准确的，本发明意在提供一种用于整体形成在飞行器中的电子设备舱的通风系统，该电子设备舱包括至少一个的舱室，通风系统包括吹风回路和抽吸回路。在该系统中，吹风回路包括至少一个整体形成在设计用于飞行器的地板中的撑杆组件，以及位于舱室和撑杆组件之间的空气分配装置。抽吸回路包括至少一个整体形成在所述至少一个舱室中的空气运送管道。
根据更具体的通风系统，该吹风回路包括所述至少一个整体形成到设计用于飞行器的地板中的撑杆组件以及所述空气分配装置，并且抽吸回路包括所述至少一个空气运送管道。
本发明还意在提供一种用于整体形成在飞行器中的包括至少一个舱室的航空电子设备舱的吹风回路。这种上述特定的通风系统回路包括至少一个地板强化撑杆组件。该回路还包括来自这种撑杆组件的在所述舱的舱室中的吹风空气分配装置。
根据有利特征，该回路包括两个撑杆组件，每个撑杆组件根据纵向对称平面相对于彼此对称布置。每个撑杆组件包括横壁、上壁和下壁，至少一个横壁具有带新鲜空气运送装置的连接装置。此外，在每个撑杆组件的至少一个侧壁中、在其形成盖的上壁内和/或其下壁内，可以设有空气分配孔，该孔适宜于引导吹气流动从而为最紧密设置的航空电子设备舱室提供通风。
根据优选实施例：
-连接歧管连接每个撑杆组件的至少一个孔与新鲜空气运送装置；
-平行于带有新鲜空气运送装置的连接侧形成的各个撑杆组件内部的隔板也具有与连接壁的孔对齐的孔；
-空气分配孔设有可调整膜片，该膜片适于提供密封接头和调整吹风流动；
-各个撑杆组件的下壁是倾斜的，从而使得撑杆组件呈扩展段(evolutivesection)以便排出通风空气冷凝水；
-在各个撑杆组件的隔板中设置开口以提供排水循环；
-在各个撑杆组件上设置密封树脂以提高密封性。
根据本发明，提供了一种整体形成在飞行器中的电子设备舱的抽气回路，该电子设备舱包括至少一个舱室，该抽气回路可包括上述的吹风回路。在该抽气回路中，气流的方向反转过来使得该反转后的气流、空气分配装置和/或空气运送装置用于抽吸。
本发明还涉及一种整体形成在飞行器中的包括至少一个舱室的航空电子设备舱(特别是飞行器驾驶舱)的抽吸回路。该特定通风系统的抽吸回路，如前面所限定的，包括运送管道，所述运送管道整体形成到舱室中并用于舱室间的空气运送从而提供一种紧凑性最大化的整体构造。
根据一些优选实施例：
-与连接部相结合的套管构成抽吸回路的密封接头；
-要通风的舱室由撑杆组件形成，其包括壁，空气运送平行六面体管道形成在舱室的至少一个基本水平和/或竖直的壁上，从而至少部分地结合这些壁；这些管道提供整体形成在舱室内的抽吸空间，其中，气流在舱室内进行热交换后循环流动；
-舱室包括顶部抽吸收集器，其朝向空气运送管道或连接套管。
根据本发明，一种整体形成在飞行器中的包括至少一个舱室的航空电子设备舱的吹风回路也可由前面提及的抽吸回路构成。在该吹风回路中，气流的方向反转过来使得整体形成在舱室内的空气运送管道、气流和/或收集器用于吹风。
本发明还涉及前面限定的通风系统，其具有由前面定义的抽吸回路构成的吹风回路，其中气流的方向反转过来使得整体形成在舱室内的空气运送管道、气流和/或收集器用于吹风。在该系统中，抽吸回路由前面定义的回路构成，其中气流方向也反转过来使得气流、空气分配装置和/或空气运送装置用于抽吸。
本发明还涉及一种航空电子设备舱，其包括舱室并整体形成有空气运送回路，其适于用作前面定义的通风系统的抽吸回路和吹风回路。该运送回路包括空气运送管道，所述空气运送管道整体形成到舱室内并用于舱室间的空气运送，从而提供紧凑性最大化的整体构造。因而舱室相互间最靠近地布置以使得舱室间的管道和套管的拥塞最小化。
附图说明
通过阅读下文结合附图的非限制性说明，本发明的其他信息、特点和优势将得以清晰的展现，其中在各图中：
图1是根据现有技术(已讨论过)采用一套回路和导管为舱室通风的示意图；
图2示出两个原理图，分别显示了整体形成到安全区域之前(图2a)和整体形成到安全区域之后(图2b)的航空电子设备舱的位置；
图3是整体形成有侧吹风撑杆组件的飞行器驾驶舱架构的简化透视图；
图4是配备了根据本发明的吹风和抽吸装置的航空电子设备舱的透视图。
图5a-5c是根据本发明的一个示范吹风撑杆组件的透视图(图5a和5b)和截面图(图5c)；以及
图6是整体形成有根据本发明的抽吸装置的航空电子设备舱中的舱室的截面示意图。
具体实施方式
本文中，术语“向前”、“向后”、“前”、“后”、“下面”、“上面”、“下部”、“侧向”、“横向”、“内部”、“外部”、“竖直”、“水平”以及派生词或等效词涉及到处于地面上的飞机的标准构造中的元件相对于在该构造中竖直的纵向对称面的相对定位。
参见图2的原理图，飞机2中的航空电子设备舱1的安装按惯例被分配在货仓区域21的一部分区域20和前舱23之间(图2a)，其中所述一部分区域20位于乘客舱22下方处于非安全区域Z2，前舱23位于驾驶舱24下方处于安全区域Z1。根据本发明(图2b)，航空电子设备舱1被部分地移位，从而通过将所述舱布置在前舱23和驾驶舱24之间使其完全处于飞机2前方的安全区域Z1内。
优选的，如下面所述的，航空电子设备舱的大部分(例如超过80％或更多)安装在驾驶舱内。
图3中的驾驶舱架构24的简图显示出了侧向撑杆组件31、32，在航空电子设备舱中吹风之前新鲜空气经过这些组件。这些撑杆组件31、32相对于纵向对称面P1对称布置，并使得中央容积3能够用于容纳航空电子设备舱的隔舱(参见前述详细说明)。
撑杆组件31、32具有横向的内部隔板33。这些隔板33、撑杆组件31、32各自的内部纵向壁311、321以及后部横壁313、323被穿孔出相应的孔34C、34、34’、34”以提供空气吹风。这些隔板33以及壁311、321、313、323是竖直的。
参见图4，为了不让图过于繁杂，图中只部分地显示了包括隔舱51-55(为了在图中更好的显示，采用了透明画法)的航空电子设备舱的吹风和抽吸装置。这些隔舱尽可能紧凑地布置在驾驶舱24内，从而使其最大限度的靠近而限定出充分一体化的抽吸管道，而且利用这种最大化的紧凑性进一步获得空间。因此，在图示的例子中，隔舱55、51和52从驾驶舱24的前到后从不太高到较高基本并列地布置。隔舱54在驾驶舱内在中央偏置并且在驾驶舱的地板5上倾斜。隔舱53布置在驾驶舱的行走地板5的可用中央容积3中。其他等同的隔舱(没有显示出来)可以相对于纵向平面P1对称布置。
吹送的新鲜空气来自从主管40出发的空气分配密封歧管41-44。歧管41-43与撑杆组件31、32中的进气孔34’相连。空气接着流过隔舱51-55，在流经过程中进行热交换从而带走现有热量，然后经抽吸管10从隔舱中排出。
如参考撑杆组件31所示，进入这些撑杆组件的被吹送空气(箭头F1)被重新引导到航空电子设备舱的隔舱51-55，其直接通过分别布置在隔舱53和51的撑杆组件的内部纵向壁311、321及水平盖36、37中的孔34”、35，或者通过与套管45-48相关的撑杆组件的前部横壁314、324的孔34。套管45-47连接撑杆组件31和隔舱55，套管48连接隔舱55和54，从而提供这些隔舱内的空气吹送(水平箭头F2和竖直箭头F3)。撑杆组件31、32的外部纵向壁312、322构成机身的各部分，从而闭合了撑杆组件。
参考附图5a-5c通过透视图(侧面图5a，下视图5b)和截面图(图5c)更准确地对撑杆组件31进行说明。
在图5a-5c中显示了：新鲜空气分配歧管41、42；新鲜空气运送套管45-47；布置在盖36中的水平空气流通孔35；以及分别布置在前部横壁314和后部横壁313中、位于内部纵向壁311和隔板33中的竖直孔34、34’、34”、34c。空气分配孔34、34’、34”、35设有可调密封膜片3以允许气流被调节。外部纵向壁312没行空气流通孔。
运送套管45-47也通过可调膜片3来连接布置在部分显示出来的隔舱55的底壁550上的孔35。
根据图5c的截面图突出显示了撑杆组件31在其纵向方向延伸的收敛段。该撑杆组件的底壁310是倾斜的，从而使得横壁313、314的高度刚好高于孔34和34’的直径，而孔34’的直径基本上高于孔34的直径。
撑杆组件的这种倾斜构造允许排出来自通风空气中的冷凝水。在隔板中开有非常小的开口39以提供排水循环/流通。此外，撑杆组件的倾斜被调节成根据通风需求来调整其高度。
此外，如图4中的透视图和图6中的截面图所示，吹入隔舱51-55的新鲜空气从这些隔舱中排出。抽吸回路包括位于隔舱之间(此处是位于隔舱54和55之间)的连接套管11，相邻的空气流通管道(此处为整体形成在隔舱51、52和55中的E1、E2、E5)，以及驾驶舱外的最终空气排出管10。
相邻的流通管道E5、E1和E2各自通过两个平行的主壁限定出平行六面体抽吸空间，主壁中的一个包括至少部分地形成隔舱(此处为隔舱51、52和55)的壁的壁。
具体的，抽吸管道E5由矩形平行六面体限制，主壁A5h平行于隔舱55的水平上壁551。抽吸管道E1和E2总体上在其之间限定两个“垂直”的半空间E1v和E1h、E2v和E2h。各个抽吸空间的“垂直”半空间是垂直的，因为它们由垂直的壁A1v和A1h或A2v和A2h分别限定。
此外，每个抽吸空间壁可以具有多个平行的壁来适应隔舱的架构：例如，壁A2v包括壁2V1和壁2V2，从而不仅抽吸来自空间E1而且来自撑杆组件53的空气。
进一步的，设置了隔舱间的密封接头J1-J3和位于抽吸空间E2和最终抽吸管之间的连接接头J4来连接抽吸管道，分别为E5和E1，E1和E2以及E3和E2，并且形成连续的抽吸回路。
由于热空气往上流动，抽吸空间的连续定位是水平和/或竖直上升的。空气的排出这样来进行，其遵循根据隔舱51-55中的箭头F4标示的竖直上升路径以及根据抽吸空间中的上升(箭头F5)和水平的(箭头F6)竖直路径，也即：隔舱54的水平抽吸套管11，隔舱55的水平抽吸管道E5，隔舱51的竖直抽吸半空间E1v和水平半空间A1h，以及隔舱52的竖直半空间A2v和水平半空间E2h。
隔舱51-55的上部包括热空气抽吸收集器61-65(箭头F7)，其与相邻的抽吸空间相关：用于隔舱54的连接套管11，用于隔舱55的空间E5，用于隔舱53的半空间E2v和用于隔舱51及52的半空间E1h和E2h。
本发明并不限于所公开及说明的示例实施例。因此，撑杆组件31、32还可用作驾驶舱24的行走地板5。此外，这些撑杆组件还可以通过布置在其上壁上或者布置在其下壁上的开口来冷却位于下部(前舱或货舱)的材料，从而有助于极大程度地冷却驾驶舱的其他设备和装置。
进一步的，每个隔舱可以例如在每个外侧上结合超过两个的抽吸空间(即对于平行六面体隔舱而言最多有六个空间)。此外，抽吸空间可以设置在隔舱内(第一类)或者初始隔舱外(第二类)。在后一种情况下，最后的隔舱结合抽吸空间。在前面说明过的示例实施例中，隔舱55属于第一类，而隔舱51和52属于第二类。
此外，吹风和抽吸回路以及组成它们的装置在其功能上可以通过转换气流的方向而转变：吹风可以“从顶部”从抽吸装置进行，抽吸装置于是用作新鲜空气源且抽吸空间变成吹风空间，而抽吸“从底部”进行，热空气的排出由空气供给歧管完成。
本发明可以适用于任何运输结构：飞机、直升机、机车、船等等。术语“航空电子设备舱”则根据所述结构(铁路、海运等)的变化而变化。
Claims (19)
1.一种用于整体形成在飞行器中的电子设备舱(1)的通风系统，该电子设备舱(1)包括至少一个舱室(51-55)，该系统包括吹风回路和抽吸回路，其中，所述回路中的一个回路包括至少一个整体形成到设计用于飞行器的地板(5)中的撑杆组件(31、32)以及位于舱室(51-55)和撑杆组件(31、32)之间的空气分配装置(33、34、34’、35、45-48)，另一个回路包括至少一个整体形成到所述至少一个舱室(51-55)中的空气运送管道(E1、E2、E5)。
2.根据权利要求1所述的通风系统，其中该吹风回路包括所述至少一个整体形成到设计用于飞行器的地板(5)中的撑杆组件(31、32)以及所述空气分配装置(33、34、34’、35、45-48)，抽吸回路包括所述至少一个空气运送管道(E1、E2、E5)。
3.一种用于整体形成在飞行器中的包括至少一个舱室(51-55)的航空电子设备舱(1)的吹风回路，该吹风回路属于根据权利要求2所述的通风系统，其中，该吹风回路包括至少一个地板(5)强化撑杆组件(31、32)以及用于从所述撑杆组件(31、32)向所述舱(1)的至少一个舱室(51-55)吹气的分配装置(33、34、34’、35、45-48)。
4.根据权利要求3所述的吹风回路，其中，该吹风回路包括两个撑杆组件(31、32)，每个撑杆组件(31、32)根据纵向对称面(P1)相对于彼此对称布置，并且包括横壁(313、314)、上壁(36、37)和下壁(310)，而且至少一个横壁(313)具有带新鲜空气运送装置(41-43)的连接装置(34)。
5.根据前述权利要求所述的吹风回路，其中每个撑杆组件(31、32)在至少一个横壁(313、314)上及其形成盖的上壁(36、37)上设有孔(34、34’、35)，所述孔(34、34’、35)适于引导吹气气流(F1-F3)从而为最紧密设置的航空电子设备舱室(51-55)提供通风。
6.根据前述权利要求所述的吹风回路，其中，连接歧管(41-43)连接每个撑杆组件(31、32)的至少一个孔(34’)与新鲜空气运送装置(40、41-43)。
7.根据权利要求4所述的吹风回路，其中平行于具有新鲜空气运送装置(40、41-43)的连接壁(313、314)形成的各个撑杆组件(31、32)内部的隔板(33)也具有与连接壁(313、314)的孔对齐的孔(34)。
8.根据权利要求5所述的吹风回路，其中，空气分配孔(34、34’、35)设有可调整膜片(3)，该膜片(3)适于构成密封接头和调整吹气气流(F1-F3)。
9.根据权利要求5所述的吹风回路，其中，各个撑杆组件(31、32)的下壁(310)是倾斜的，从而使得撑杆组件呈扩展段以便排出来自通风空气的冷凝水。
10.根据前述权利要求所述的吹风回路，其中，在各个撑杆组件(31、32)的隔板(33)中设置开口(39)以提供排水循环。
11.根据权利要求5所述的吹风回路，其中，在各个撑杆组件(31、32)的壁(310、311、312、313、314、36；321、322、37)上设置密封树脂以提高密封性。
12.根据权利要求1所述的用于整体形成在飞行器中的航空电子设备舱(1)的通风系统的抽吸回路，该电子设备舱(1)包括至少一个舱室(51-55)，其中该通风系统包括根据权利要求5所述的吹风回路，其中，气流(F1-F3)的方向反转过来使得反转后的气流、空气分配装置(33、34、34’、35、45-48)和/或空气运送装臀(41-43)用于抽吸。
13.一种整体形成在飞行器中的包括至少一个舱室(51-55)的航空电子设备舱(1)的抽吸回路，其是根据权利要求2所述的通风系统的抽吸回路，其中，该抽吸回路包括空气运送管道(E1、E2、E5)，所述空气运送管道(E1、E2、E5)整体形成到舱室(51、52、55)中并用于舱室间的空气运送从而提供一种紧凑性最大化的整体构造。
14.根据前述权利要求所述的抽吸回路，其中与连接部(J1-J3)相结合的套管(11)构成密封接头。
15.根据权利要求13所述的抽吸回路，其中，舱室(51-55)由撑杆组件形成，其包括壁(A5h、A1v、A1h、A2h、A2v)，空气运送平行六面体管道(E1、E2、E5)形成在舱室(51、52)的至少一个基本水平壁(A5h、A1h、A2h)和/或竖直壁(A1v、A2v)上，从而至少部分地结合这些壁(A5h、A1v、A1h、A2h、A2V)，并且提供整体形成在舱室(51、52、55)内的抽吸空间，气流(F5、F6)在舱室(51、52、55)内进行热交换(F4)后在所述抽吸空间中循环流动。
16.根据权利要求13所述的抽吸回路，其中舱室(51-55)包括顶部收集器(61-65)，其朝向空气运送管道(E1、E2、E5)或连接套管(11)。
17.一种整体形成在飞行器中的包括至少一个舱室(51-55)的航空电子设备舱(1)的吹风回路，其具有根据权利要求15所述的抽吸回路，其中气流(F5、F6)的方向反转过来使得结合在舱室内的空气运送管道(E1、E2、E5)、气流(F5、F6)和/或收集器(61-65)用于吹风。
18.根据权利要求1所述的通风系统，其中吹风回路由根据权利要求17所述的回路组成，而抽吸回路由根据权利要求12所述的回路组成。
19.一种包括舱室(51-55)并结合有空气运送回路的航空电子设备舱，该空气运送回路适于用作根据权利要求13所述的抽吸回路和根据权利要求17所述的用于通风系统的吹风回路，其中该运送回路包括空气运送管道(E1、E2、E5)，所述空气运送管道(E1、E2、E5)结合到舱室(51、52、55)内并用于舱室间的空气运送，从而提供一种紧凑性最大化的整体构造，舱室(51-55)相互间最靠近地布置以使得舱室间的管道(E1、E2、E5)和套管(11)的拥塞最小化。
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