CN107054663B - 改进的热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了改进的热交换器。一种配置用于与飞机环境控制系统的再循环热交换器一起使用的端盖包括主体,所述主体具有与入口端相邻的入口部分,与出口端相邻的出口部分,以及流体联接所述入口部分和所述出口部分的过渡部分。所述入口部分包括具有约0.870英寸(2.21 cm)的半径的大体圆形部分以及形成在所述圆形部分一侧处的至少一个凸缘。所述凸缘的外部定位在距所述圆形部分的原点约1.012的距离处。
Description
技术领域
本发明的示例性实施方案大体上涉及飞机的环境控制系统,并且更具体地说,涉及这种环境控制系统得到再循环热交换器。
背景技术
飞机和其他交通工具的环境控制系统(ECS)用于为飞机内的乘客和机组人员提供调节的气流。一种类型的环境控制系统通常通过从位于ECS设备舱附近的冲压空气入口接收新鲜空气来操作。新鲜冲压空气被供应到至少一个电动机驱动的空气压缩机,所述空气压缩机将空气压力升高到例如机舱的期望空气压力。从至少一个空气压缩机,空气被供应到任选的臭氧转换器。因为空气压缩机产生热,空气随后被供应到空调包,在所述空调包中空气在输送到机舱之前被冷却。
从机舱排出的空气(还被称为再循环空气)被提供给再循环热交换器,其中空气在与冷的新鲜空气混合之前被冷却并返回到机舱。随着飞机机舱的尺寸增加,对ECS的需求也增加。常规ECS难以满足这种飞机的更大冷却要求。
发明内容
根据本发明的一个实施方案,配置用于与飞机环境控制系统的再循环热交换器一起使用的端盖包括主体,所述主体具有与入口端相邻的入口部分,与出口端相邻的出口部分,以及流体联接入口部分和出口部分的过渡部分。入口部分包括具有约0.870英寸(2.21cm)的半径的大体圆形部分以及形成在圆形部分一侧处的至少一个凸缘。凸缘的外部定位在距圆形部分的原点约1.012的距离处。
附图说明
在本说明书的结论处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述和其他特征以及优点从结合附图进行的以下详细描述中显而易见,在附图中:
图1是飞机的环境控制系统(ECS)的一部分的示意图;
图2是根据实施方案的ECS的再循环热交换器的透视图;
图3是根据实施方案的图2的再循环热交换器的芯的透视图;
图4是根据实施方案的端盖配件的透视图;
图5是根据实施方案的图4的端盖配件的顶视图;
图6是根据实施方案的图4的端盖配件的底视图;
图7是根据实施方案的图4的端盖配件的侧视图;并且
图8是根据本发明实施方案的图4的端盖配件沿截面D-D截取的截面侧视图;
详细描述参考附图通过实例的方式来解释本发明的实施方案以及优点和特征。
具体实施方式
现参考图1,更详细地示出飞机的环境控制系统(ECS) 20的实例的示意图。ECS 20被配置来从飞机的外部接收空气作为新鲜的冲压空气并且从飞机机身或另一内部空间接收空气作为再循环空气。新鲜冲压空气被供应给包括多个常规部件的ECS包22,所述常规部件包括至少一个热交换器(未示出)。在ECS包22内,新鲜空气通过与冲压空气的热交换被调节,使得冷的加压空气被提供给下游混合器24并随后提供给飞机分配系统26。
在提供给ECS包22之前,冲压空气被配置来穿过蒸汽冷却回路28的热交换器30。在热交换器30内,冲压空气被配置来吸收热,从而冷却蒸汽冷却回路28内的液体。蒸汽冷却回路28另外包括再循环热交换器32。
多数再循环空气使用再循环风扇34从机舱传递回到ECS 20。再循环风扇34被配置来将再循环空气供应到再循环热交换器32以进行冷却之前通过过滤器36抽吸再循环空气。冷却的再循环空气离开再循环热交换器32并且随后与供应到飞机分配系统26的新鲜空气混合。
现在参考图2和3,更详细地示出再循环热交换器36的实例。再循环热交换器36是大体矩形形状并且包括具有板翅构造的芯70,所述芯70具有穿过其的第一温流体(空气)和第二冷流体的交叉流。热交换器36的芯70包括多个第一流体层72和第二流体层74。第一流体层72具有由多个波纹翅限定的流体通路,使得第一流体例如像温暖再循环空气在由箭头F1指示的第一方向上流过芯70。第二流体层74具有由多个波纹翅限定的流体通路,使得第二流体例如液体冷却剂在由箭头F2指示的第二方向上流过芯70。在一个实施方案中,第二流体流的方向基本垂直于第一流体流的方向。第一流体层72和第二流体层74交替堆叠以形成所述芯。薄板76可将相邻流体层72、74分开。
空气入口80和空气出口82布置成与芯70的多个第一流体层72流体连通。类似地,液体入口84和液体出口86布置成与芯70的多个第二流体层74流体连通,使得热被配置来在热交换器36内从再循环空气传递到液体。如图所示,空气入口80和空气出口82与相背对表面例如像芯70的前面和背面相邻设置。然而,在其他实施方案中,诸如在热交换器36内的空气流具有多通道配置的情况下,空气入口80和空气出口82可与芯70的同一表面相邻定位。类似地,图2中示出的液体入口84和液体出口86分别与芯70的相背对表面例如芯70的右侧面和左侧面相邻布置。然而,在其他实施方案中,诸如在穿过热交换器36的液体流动路径具有多通道配置的情况下,液体入口84和液体出口86可布置在芯70的同一侧面上。
均布置成与芯70的多个第二流体层74流体连通的液体入口84和液体出口86包括端盖100。端盖100被配置来提供配件90、92与联接到芯70的集管(未示出)之间的过渡或对接。
图4-8更详细地示出端盖100的实例。安装在液体入口84和液体出口86处的端盖100可但不必相同。如所示,端盖100的入口端102和出口端104垂直于彼此布置。端盖100包括与入口端102相邻的入口部分108、与出口端104相邻的出口部分110以及流体联接入口部分108和出口部分110的过渡部分112。如图7最佳所示,在入口端102与端盖100的布置在平行于入口端102的平面中的最远表面114之间延伸的端盖100的全长为约3.363英寸(9.22cm)。在入口端102与过渡部分112的布置在平行于入口端102的平面中的最远表面之间延伸的端盖100的长度为约2.863英寸(7.27 cm)。入口部分108的长度为约1.613英寸(4.097cm)。出口部分110的一部分与入口部分108重叠,使得入口端102与出口端104的相邻拐角116之间的距离为约1.342英寸(3.409 cm)。在一个实施方案中,拐角116以相对于入口端102的平面的约10°的角延伸。
如图5所示,入口部分108包括具有约0.870英寸(2.21 cm)的半径的大体圆形部分118。大体圆形部分118的原点与出口端104的平面垂直偏移约1.376英寸(3.495 cm)。凸缘120沿入口部分108的相反侧形成,使得在圆形部分的原点与每个凸缘120之间延伸的宽度为约1.012英寸(2.570 cm)。入口部分108的总宽度为约2.024英寸(5.141 cm)。当从圆形部分118的原点测量时,垂直于入口部分108的宽度,凸缘120在第一方向上延伸约0.590英寸(1.499 cm)并在第二方向上延伸约0.410英寸(1.041 cm)。过渡部分112为大体圆柱形形状并且具有约0.570英寸(1.448 cm)的半径。出口部分110包括约0.912英寸(2.316 cm)的半径。出口部分110的原点从入口部分108的原点偏移,使得在凸缘120的边缘与出口部分110的原点之间测量的宽度为约1.149英寸(2.918 cm)。
具有约0.875 ± 0.005英寸(2.225 ± 0.0127 cm)的小直径的孔122从出口端102穿过入口部分108和过渡部分112两者延伸约2.250 ± 0.015英寸(5.715 ± 0.0381cm)。端盖100的出口部分110类似地中空,使得限定出口部分110的每个壁例如像拐角116具有约0.120英寸(0.305 cm)的厚度。开口124从出口部分110延伸到孔122的位于过渡部分112内的一部分以便流体联接入口部分108和出口部分110。开口124具有约0.875 ± 0.005英寸(2.225 ± 0.0127 cm)的直径,以相对于出口端104的平面表面的60°角延伸。在一个实施方案中,开口124与孔122在距端盖100的入口端102约1.648英寸(4.186 cm)的距离处相交,所述距离沿孔122的中心轴线测量。
虽然仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述,但应易于理解,本发明不限于此类公开的实施方案。相反,可对本发明进行修改,以并入以上未描述但与本发明精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等同布置。另外,虽然已描述了本发明的各种实施方案,但应理解,本发明的方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此,不应认为本发明受限于前面的描述,而是仅受限于所附的权利要求书的范围。
Claims (10)
1.一种配置用于与飞机环境控制系统的再循环热交换器一起使用的端盖,其包括:
主体,其包括与入口端相邻的入口部分,与出口端相邻的出口部分,以及流体联接所述入口部分和所述出口部分的过渡部分,所述入口部分包括大体圆形部分以及形成在所述圆形部分一侧处的至少一个凸缘,所述圆形部分的半径为0.870英寸,所述凸缘的外部定位在距所述圆形部分的中心轴线1.012英寸的距离处,所述入口部分包括延伸穿过其的孔,其中孔从出口端穿过所述入口部分和所述过渡部分延伸2.250 ± 0.015英寸,所述孔的小直径为0.875 ± 0.005英寸。
2.如权利要求1所述的端盖,其中所述出口部分的半径是0.912英寸,所述出口部分的所述半径的中心轴线定位在距所述凸缘的所述外部1.149英寸的距离处。
3.如权利要求1所述的端盖,其中第一凸缘与所述圆形部分的第一侧相邻定位,并且第二凸缘与所述圆形部分的第二相反侧相邻定位,所述入口部分在所述凸缘处的总宽度为2.024英寸,并且所述第一凸缘和所述第二凸缘在垂直于包含所述圆形部分的所述中心轴线的水平平面的第一方向上延伸0.590英寸并且在垂直于所述水平平面的第二方向上延伸0.410英寸,所述第二方向与所述第一方向相反。
4.如权利要求1所述的端盖,其中所述圆形部分的所述中心轴线与所述出口端的平面偏移1.376英寸的距离,并且所述过渡部分的半径为0.570英寸。
5.如权利要求1所述的端盖,其中在所述入口端与所述端盖的平行于所述入口端布置的相背对表面之间延伸的所述端盖的全长为3.363英寸,在所述入口端与所述过渡部分的平行于所述入口端布置的最远表面之间延伸的长度为2.863英寸,并且所述入口部分的全长为1.613英寸。
6.如权利要求1所述的端盖,其中所述出口部分的与所述入口部分相邻的拐角位于距由所述入口端限定的平面1.342英寸的距离处,所述拐角以相对于所述入口端的所述平面的10°的角布置。
7.如权利要求1所述的端盖,其中所述出口部分为大体中空的,使得限定所述出口部分的每个壁具有0.120英寸的厚度。
8.如权利要求1所述的端盖,其中开口延伸穿过所述出口部分并进入所述过渡部分,所述开口的直径为0.875 ± 0.005英寸,并且流体联接到所述孔以提供流体流动路径。
9.如权利要求8所述的端盖,其中所述开口的轴线以相对于水平轴线的60°的角延伸,并且与所述孔在距所述入口端1.648英寸的距离处相交。
10.一种再循环热交换器,其包括如权利要求1-9中任一项所述的端盖。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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