CN110498035A - 飞机舱室窗户的密封封闭体 - Google Patents

Abstract

飞机舱室窗户的密封封闭体。用于经历压力变化的交通工具的窗户布置可包括彼此间隔开的第一透明构件和第二透明构件。柔性密封件可介于所述第一透明构件和所述第二透明构件之间。气密密封的可变体积封闭体被相对于舱室内部密封隔离。所述气密密封的可变体积封闭体可由第一透明构件、第二透明构件和柔性密封件界定，所述柔性密封件绕其周边结合第一透明构件和第二透明构件。所述柔性密封件可具有弹性移动主体，所述弹性移动主体被构造和布置用以允许所述第一透明构件和所述第二透明构件之间的相对移动，以响应于舱室内部的压力变化而改变封闭体的体积，从而平衡封闭体和舱室内部之间的压力差。

Description

飞机舱室窗户的密封封闭体

技术领域

本公开总体上涉及一种用于经历压力变化的交通工具的窗户布置，并且更具体地涉及一种减少飞机舱室窗户上的冷凝的密封窗户封闭体，以及一种用于减少具有这种封闭体的飞机舱室窗户上的冷凝以最小化雾或霜的形成的方法。

背景技术

经历气压变化的某些类型的交通工具，诸如飞机，包括在窗户间隙内设置有空气的窗户布置。随着交通工具内的气压降低，间隙内的空气被抽出并被引导到交通工具的内部。随着交通工具内部的压力升高，则内部的空气膨胀，并且空气流回到窗户间隙中以平衡压力。窗户间隙内的空气的这种传递可能导致窗户间隙内的绝对湿度的水平变化。如果窗户布置的温度降低到露点或低于露点，则可能在窗户布置的窗玻璃上形成雾和/或霜。

这一问题在包括多个窗户的飞机中特别明显。飞机窗户必须满足各种要求，例如从舱室到外部的清晰可见性，以及能够保持舱室内的气压的结构完整性。现代飞机的窗户通常具有故障保护设计，其通常基于双窗玻璃结构，包括彼此间隔开的两个窗玻璃，在窗玻璃之间的间隙填充有空气；或者基于三窗玻璃构造，其中在内部结构窗玻璃和舱室内部之间包含防刮窗玻璃，以防止乘客接触结构窗玻璃。由外窗玻璃和内(或中)窗玻璃构成的飞机窗户通过密封环固定在窗框中。提供多窗玻璃构造以确保可靠性，使得如果外窗玻璃在飞行期间破裂，则内窗玻璃或中间窗玻璃将用作冗余窗玻璃，以防止飞机的内舱的减压。

在飞行期间，飞机舱室内的空气被加压。结果，每当舱室内部压力响应于高度而改变时，飞机中的窗户都经历循环加载。这种循环加载可能导致窗玻璃的过早失效、外窗玻璃的向外偏转，和/或密封环在窗玻璃边缘周围的区域中位移。传统的飞机窗户可能通过设计为将内窗玻璃和外窗玻璃紧紧地压靠在密封环上，从而将窗玻璃固定为结构性模块化单元，来解决这些问题。

传统上，具有由窗玻璃限定的间隙或空腔的窗户在飞行期间必须被对舱室排气，以进行压力调节，尤其是在飞行的上升阶段和下降阶段期间。为了在窗户间隙中实现压力均衡，通常在三窗玻璃构造的内窗玻璃或中间窗玻璃中设置通气孔。如果内窗玻璃或中间窗玻璃被密封(例如，没有通气孔或其它用于从间隙排出气体的装置)，则舱室内的压力作用在内窗玻璃或中间窗玻璃上，对其施加应力并且大大增加了失效的风险。通气孔提供从舱室内部到窗户间隙的开口。随着飞机上升，舱室压力降低，因而空气从窗户间隙中排出，以稳定内部空气压力水平。当飞机下降时，舱室压力增大，空气迁移回到窗户空腔中。例如，由于机上乘客的数量，或者在飞行期间加湿器和/或淋浴器和其它浴室设施的使用，舱室空气中的水分含量可能升高。当这种潮湿空气返回到窗户空腔中时，例如，在高度降低期间，在窗户布置内会快速形成雾和/或霜。这会对乘客的舒适度产生负面影响，因为视线受阻挡，并且当某些飞行条件需要清晰的窗户可见度时，甚至会造成安全隐患。

用于减少窗户上的雾和霜形成的一些其它方法涉及加热窗户以防止冷凝，而其它方法使用防雾涂层或干燥剂系统。受热系统的功耗可能很高，会给飞机增加不必要的重量和复杂性，并且可能通过热暴露而影响乘客的舒适度。防雾涂层可能引起光学畸变，并且在低温下可能无效。干燥剂系统需要安装管线和滤芯，需要定期维护以更换干燥剂滤芯。这些系统增加了飞机的额外成本。

因而，尚未发现目前可用的常规防雾和防结霜解决方案适用于经受压力变化的交通工具的窗户布置。

将期望克服这些问题。

发明内容

根据本公开，如所附权利要求所阐述的，提供了一种经历压力变化的交通工具的窗户布置，具有这种窗户布置的飞机，以及一种用于降低经历压力变化的交通工具的窗户布置上的冷凝的方法。

附图说明

虽然权利要求不限于特定说明，但是通过对其各种示例的讨论可以最好地获得对各个方面的理解。虽然附图表示说明，但附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能被夸大以更好地说明和解释示例的创新方面。此外，本文所述的示例性说明并非旨在穷举或以其它方式限制或被约束于附图中所示以及在以下详细说明中公开的精确形式和构造。通过参考附图，详细地描述了示例性说明，其中：

图1示出经历压力变化的交通工具的透视图，其包含本公开的窗户布置；

图2示出图1的交通工具的窗户布置的前视图；

图3示出沿截面线3-3截取的图2的窗户布置的示意性横截面图，以示出密封的可变体积封闭体的示例；

图4A和4B示出图3的窗户布置的示意性横截面图，其中图4A表示处于第一位置的密封的可变体积封闭体的示例，图4B表示处于第二位置的密封的可变体积封闭体的示例；

图5示出根据一种实施方式的图1的交通工具的窗户布置的示意性表示图；以及

图6是示出用于降低经历压力变化的交通工具的窗户布置上的冷凝的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在附图中，几个视图中的相同的数字和字符都指示相同或相应的部分，详细地示出了示例性说明。参考任何一个附图示出和描述的示例性方案的各种特征可以与一个或多个其它附图中示出的特征组合，因为应理解，可能能够产生可能未明确示出或描述的可替选图示。所示特征的组合提供了典型应用的代表性方案。然而，对于特定应用或实施方式，可能需要与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。

本文描述了一种用于经历压力变化的交通工具(诸如飞机)的具有气密密封的可变体积封闭体的示例性窗户布置。

根据第一方面，提供了一种用于经历压力变化的交通工具的窗户布置，该窗户布置包括：彼此间隔开的第一透明构件和第二透明构件；柔性密封件，其介于第一透明构件和第二透明构件之间；以及气密密封的可变体积封闭体，其由第一透明构件、第二透明构件和柔性密封件界定。所气密密封的可变体积封闭体限定第一透明构件和第二透明构件的相互相对的表面之间的休止(resting)封闭体距离。可变体积封闭体填充有干燥气体，并且与外部环境和交通工具内部气密地密封隔离。因而，在封闭体和交通工具内部之间以及在封闭体和外部环境之间没有气体交换。第一透明构件和第二透明构件可经由柔性密封件相对于彼此移动，以响应于舱室内部中的压力变化而改变第一透明构件和第二透明构件之间的封闭体距离。

第一透明构件可以是外侧窗玻璃，第二透明构件可以是内侧窗玻璃。外侧窗玻璃可包括单层构造或多层构造。例如，外侧窗玻璃可以是一种结构窗玻璃，其具有单层结构，或者是具有使用柔性粘合剂层压在一起的至少两个层板的层压结构。

窗户封闭体密封有基本上清除了水分的气体(例如，干燥空气、氮气和/或氩气)，并在外侧窗玻璃和内侧窗玻璃之间提供热障，其中不存在会冷凝或冻结的水分或水分相对地低，由此将内侧窗玻璃的内侧表面的温度保持在舱室空气的露点或其之上。这有助于防止在内侧窗玻璃上形成不希望的冷凝，从而提供透过窗户的清晰视野。此外，由于包含在其中的固定量(例如，质量)气体促进了保持在封闭体内的干燥环境，所以减少或防止了在外侧窗玻璃的内侧表面上形成雾和霜。

通过窗户封闭体的体积变化来补偿交通工具内部的气压变化。柔性密封件的结构和布置便于可变体积封闭体的体积变化。响应于交通工具内部的压力变化，窗户封闭体内的体积变化有利于窗户封闭体和交通工具内部之间的压力平衡。通过改变窗户封闭体的体积，来自交通工具内部的压力负荷被引导到外侧窗玻璃上，并且避免对内侧窗玻璃施加压力。因而，窗户布置的结构完整性被保持在可接受的水平，因为外侧窗玻璃仍然承受交通工具内部的压力负荷，并且内侧窗玻璃提供了故障保护以提高可靠性。

柔性密封件可具有弹性移动主体，该弹性移动主体被构造和布置用以允许第一透明构件和第二透明构件之间相对移动位移距离。柔性密封件在第一透明构件和第二透明构件的周边处提供密封连接，并且在密封的封闭体的膨胀和压缩运动期间伸展和收缩，以保持密封连接。

根据一种实施方式，柔性密封件可以是具有蛇腹形主体的波纹管构件。例如，波纹管构件可包括限定脊状皱折和谷状皱折的多个旋圈。根据另一种实施方式，柔性密封件是闭孔泡沫，其具有波纹管状特征，允许显著程度的移动以进行膨胀和收缩运动。

固位构件可围绕柔性密封件的外部周边，以在伸展和收缩运动期间引导柔性密封件。固位构件可约束柔性密封件，以在内侧和外侧方向上进行平移移动。

按一种实施方式，柔性密封件被构造和布置用以允许封闭体距离的大约15-25％的变化。根据另一实施方式，该变化约为16-23％。封闭体距离的变化可以是第一透明构件和第二透明构件之间的相对距离的增大或减小。

第一透明构件和/或第二透明构件可响应于压力变化在内侧和外侧方向上平移移动。根据一种实施方式，第二透明构件被布置在第一透明构件的内侧，并且响应于舱室内部的压力减小，经由柔性密封件在内侧方向上平移移动，以将封闭体距离增大以位移距离。第二透明构件的平移移动可以是线性运动，和/或第二透明构件可以作为单元平移移动以位移距离。在第二透明构件的平移移动期间，第一透明构件可保持基本上处于相同位置。

位移距离与窗户封闭体内的预定体积变化相关。第一透明构件和第二透明构件之间的相对距离增大位移距离与窗户封闭体内的体积增大相关，并且第一透明构件和第二透明构件之间的相对距离减小位移距离与封闭体内的体积减小相关。根据一种实施方式，柔性密封件被构造和布置用以允许体积从休止体积变化约10-25％。按另一实施方式，柔性密封件被构造和布置用以允许体积从休止体积变化15-25％，特别是约15-20％。

根据第二方面，提供了一种飞机，其包括：机身，该机身限定了经历压力变化的舱室内部；和至少一个窗户布置，其被结合到飞机机身中。该至少一个窗户布置可以悬置在安装到机身的框架内。该至少一个窗户布置包括：彼此间隔开的内侧透明构件和外侧透明构件；柔性密封件，其介于内侧透明构件和外侧透明构件之间；以及填充有气体的气密密封的可变体积封闭体，其与舱室内部密封隔开。柔性密封件围绕其周边结合内侧透明构件和外侧透明构件，并且可具有弹性移动主体，弹性移动主体被构造和布置用以允许内侧透明构件和外侧透明构件之间的相对移动。可变体积封闭体由内侧透明构件、外侧透明构件以及柔性密封件界定，柔性密封件在内侧透明构件和外侧透明构件的周边处提供密封连接。柔性密封件被构造和布置用以对于内侧透明构件的内侧和外侧移动保持密封连接，以响应于舱室内部的压力变化而改变可变体积封闭体的体积。

按一种实施方式，可变体积封闭体在第一位置限定第一体积，并在第二位置限定第二体积，在第一位置中，内侧透明构件与外侧透明构件间隔开初始封闭体距离，在第二位置中，内侧透明构件相对于外侧透明构件移位了位移距离。

内侧透明构件响应于舱室内部的压力变化而作为单元在第一位置和第二位置之间平移移动。平移移动可以是内侧和外侧方向上的线性运动。

响应于舱室内部中的压力减小，内侧透明构件可以从第一位置到第二位置向内移位该位移距离，以增大可变体积封闭体的体积。另外或可替选地，响应于舱室内部中的压力增大，内侧透明构件可以从第二位置到第一位置向外移位该位移距离，以减小可变体积封闭体的体积。第一位置和第二位置之间的距离可以约为15-25％。按另一实施方式，位移距离约为16-23％。

按一种实施方式，该至少一个窗户布置包括压力安全阀，该压力安全阀被构造用以响应于可变体积封闭体内的压力变化超过预定压力阈值而打开可变体积封闭体和舱室内部之间的通道。预定压力阈值可以是大约25％的压力变化。

在飞行期间，当舱室内部的空气压力减小时，例如在上升阶段期间，封闭体内的体积增大(并且封闭体内的压力减小)，以稳定封闭体和舱室内部内的内部空气压力水平。当舱室内部内的空气压力增大时，例如在下降阶段期间，封闭体内的体积减小(并且封闭体内的压力增大)，以稳定封闭体和舱室内部内的内部空气压力水平。封闭体内的体积变化与内侧透明构件和外侧透明构件之间的相对距离的变化相关。

根据第三方面，提供了一种用于减少经历压力变化的交通工具的舱室窗户布置上的冷凝的方法，该方法包括：提供气密密封的封闭体，该封闭体包含固定量的气体，且由借助于柔性密封件密封地连接的内侧窗玻璃和外侧窗玻璃界定；响应于交通工具内部的气压降低，扩大内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的距离，从而增大气密密封的封闭体的体积；以及响应于交通工具内部的气压升高，压缩内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的距离，从而减小气密密封的封闭体的体积。

根据一种实施方式，扩大内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的距离从而增大封闭体的体积包括：使内侧窗玻璃相对外侧窗玻璃向内沿内侧平移移动来移位该位移距离，从而与交通工具内部的气压降低成比例地增大气密密封的封闭体的体积。另外或可替选地，压缩内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的距离从而减小封闭体的体积包括：使内侧窗玻璃从舱室内部朝着外侧窗玻璃向外沿外侧平移移动来移位该位移距离，从而与交通工具内部的气压升高成比例地减小气密密封的封闭体的体积。封闭体内的体积在膨胀状态和压缩状态之间可改变约15-25％。

本公开的实施方式可包括上述特征的组合。根据下文对用于经历压力变化的交通工具(例如飞机)的舱室窗户的密封的封闭体的仅一个非限制性示例的讨论，本公开的这些和其它方面的细节将是明显的。

现在参考图1，其中整体以10示出经历压力变化的交通工具。在所示示例中，交通工具10为飞机12，并且包括主体或机身14(下文称为“机身14”)，机身14限定交通工具10或飞机12的外模线(例如，机身14的外部表面形状)。另外示出了多个窗户布置16，特别是并入交通工具10或飞机12的机身14中的多个舱室窗户布置16。舱室窗户16不限于与飞机12一起使用，而是能够在各种形式的交通工具，或者经历压力变化的其它封闭体上实现，诸如公共汽车、火车、轮船和建筑物。然而，如下所述，窗户布置16的结构和操作特性特别适用于飞机12(例如，喷气式飞机)，其中窗户布置16暴露于空气压力和热条件的显著变化。举例来说，飞机在巡航高度时通常经历约-50℃的外部温度，而飞机的内部通常保持在约20℃的温度，因而温度梯度从舱室到飞机的外侧或外部为负。此外，大多数商用飞机在约12,800米至13,720米的巡航高度飞行，其中外部空气压力约为29.6千帕，而海平面的空气压力约为101.3千帕。

简单参考图2，其中示意性地示出从交通工具10外侧观察的被并入机身14的窗户布置16的前视图。窗户布置16包括被布置在机身14的开口22中的两个或更多透明构件18、20，以及围绕开口22的柔性密封件24。术语“透明”有意涵盖允许光通过的各种材料，诸如透明材料、半透明材料、电致变色材料和其它透光材料。预期窗户布置16可包括双窗玻璃构造或多窗玻璃构造(例如，三窗玻璃系统)。另外或可替选地，窗户布置16可包括多层构造，该多层构造包括：外侧层压结构，其在两层或更多层玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯或其它合适材料之间具有固体夹层；和内侧窗玻璃或层，其相对于外侧层压结构以间隔开的关系布置。柔性密封件24围绕开口22连续地延伸，以气密密封透明构件18、20之间的间隙，以防止潮湿的外部空气进入。窗户布置16通过窗框26安装在机身14上，窗框26与开口22邻接，窗户布置16安装在开口22中，并且透明构件20、22可以悬置在窗框26内。

图3示出根据示例的图2的窗户布置的横截面图。窗户布置16包括：第一透明构件18；第二透明构件20，其与第一透明构件18隔开一定距离；柔性密封件24，其介于第一透明构件18和第二透明构件20之间；以及密封的可变体积封闭体28，其被设置在它们之间的空隙中。第一透明构件18和/或第二透明构件20可以是结构性窗玻璃、完整或防刮窗玻璃、层压板或层板材料，或它们的组合，并且分别具有单层构造或多层构造。透明构件18和/或20可由可变形材料组成，例如丙烯酸、透明聚合物和/或聚碳酸酯，以增加其承载能力并降低失效的风险。应明白，可以使用其它材料而不脱离本公开，例如玻璃和陶瓷。

第一透明构件18可以是关于密封的封闭体28的外侧透明构件，第二透明构件20可以是关于密封的封闭体28的内侧透明构件。在所示示例中，第一透明构件18是外侧结构窗玻璃30，用于抵抗加压压力，保持交通工具10内的舱室压力。根据一种实施方式，外侧结构窗玻璃30包括厚度和材料符合航空工业关于抗压和抗冲击性的标准安全系数的结构窗玻璃，诸如由丙烯酸材料制成的窗玻璃。根据另一实施方式，外侧结构窗玻璃30包括层压结构，该层压结构具有通过固体夹层连接或层压在一起的两个或更多个层板或层。例如，层压结构可包括通过柔性粘合剂(诸如聚氨酯材料)连接到Lexan型聚碳酸酯窗玻璃的丙烯酸或玻璃窗玻璃，以最小化窗玻璃之间的负载传递并减少裂缝传播。对于层压结构，外侧层用于抗压，并且内侧层为故障安全保护提供冗余。例如，如果裂缝在外侧结构窗玻璃30的外侧层中形成，则外侧结构窗玻璃30的内侧层将应对结构负载。外侧结构窗玻璃30的一个或多个内侧层板形成为具有足够强度的冗余结构窗玻璃，以在外侧结构窗玻璃30的外侧层发生故障时承载压力负载(例如，故障安全设计)。因而，本文对外侧结构窗玻璃30的引用旨在包括单层和具有多个层板的层压结构。

第二透明构件20是内侧窗玻璃32，并且可以实施为结构窗玻璃或层压板、防刮窗玻璃板或层压板(也称为防止乘客内部攻击的完整窗玻璃或层压板)，或其它类型的薄透明构件。本领域技术人员应明白，外侧结构窗玻璃30具有允许其或其一个层板承载所有结构负载的特性，包括交通工具10内和机身14外部的空气压力。另外或可替选地，内侧窗玻璃32可以形成为冗余结构窗玻璃，其具有足够的强度，以在外侧结构窗玻璃30发生故障时承载压力负载(例如，故障安全设计)。根据一种实施方式，外侧透明构件18或相应地外侧结构窗玻璃30具有与内侧透明构件20或相应地内侧结构窗玻璃32相同或基本相同的厚度。根据另一实施方式，外侧透明构件18或相应地外侧结构窗玻璃30与内侧透明构件20或相应地内侧结构窗玻璃32相比具有不同的厚度。例如，内侧透明构件20或内侧窗玻璃32可以形成为比外侧透明构件20或者相应地外侧结构窗玻璃30薄，以便于内侧构件或窗玻璃20、32相对于外侧构件或窗玻璃18、30的相对移动和位移。这可以降低窗户布置16的总重量，因而提高交通工具10的燃料效率，同时仍提供故障安全设计。外侧结构窗玻璃30和内侧窗玻璃32被布置在开口22中，并通过固位构件34(诸如环形固位夹)固定到框架26。固位构件34围绕柔性密封件24的外部周边或轮廓，并在密封的封闭体28的膨胀和收缩运动期间引导柔性密封件24，如下面更详细地讨论的。

柔性密封件24围绕由外侧窗玻璃30的内侧表面40和内侧窗玻璃32的外侧表面44的周边边缘限定的窗玻璃30和32的周边36来结合外侧结构窗玻璃30和内侧窗玻璃32，由此提供桥接窗玻璃30和32之间的距离或间隙的密封连接。柔性密封件24可以由柔性的弹性密封剂材料构成，该材料防止潮湿的外部空气和湿气进入密封的封闭体28，并且允许外侧结构窗玻璃30和内侧窗玻璃32之间的相对运动。柔性密封件24围绕外侧结构窗玻璃30和内侧窗玻璃32的周边36连续地延伸，以围绕并气密地密封可变体积封闭体28。柔性密封件24可通过粘合剂和/或机械接头附接到外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32。粘合剂可以是适合于飞行的严苛性(例如，抗振动和/或抗极端温度波动)的任何粘合剂材料，只要该材料将柔性密封件24和相应的窗玻璃30、32之间的粘合连接或结合保持在预定的阈值内。仅作为一个非限制性实例，粘合剂材料可以是聚乙烯醇缩丁醛或提供强粘合性、韧性和柔性的类似材料。按一种实施方式，柔性密封件24可以具有粘合地结合到外侧结构窗玻璃30的内侧表面40的外侧面38，和粘合地结合到内侧窗玻璃32的外侧表面44的内侧面42。柔性密封件24的配合面38、42和/或窗玻璃30和32的配合表面40、44可具有表面纹理(未示出)，例如表面粗糙或突起图案，以改善粘合连接。还预期柔性密封件24可以具有围绕窗玻璃30和32的周边在其上并向外(例如，背离封闭体28)从外侧面38和/或内侧面40延伸的唇缘或延伸部(未示出)，其分别接合外侧结构窗玻璃30的外侧表面46和内侧窗玻璃32的内侧表面48的至少一部分(例如，唇缘可具有L形横截面)。然后，固位构件34可将唇缘夹在外侧结构窗玻璃30和/或内侧结构窗玻璃32上，以为柔性密封件24提供机械连接。

柔性密封件24具有可弹性移动的密封主体50，其被构造和布置用以允许内侧窗玻璃30和外侧窗玻璃32之间的相对运动。密封主体50被构造用以在密封的封闭体28的膨胀和压缩运动期间伸展和收缩。例如，密封主体50可以在内侧和外侧方向或运动52上伸展和收缩，以允许密封的封闭体28的体积变化。根据一种实施方式，密封主体50沿着内侧和外侧方向5平移移动，特别是以大致直线运动平移移动，以减少运动部件的数量和密封的封闭体28的复杂性。柔性密封件24和/或密封主体50由柔韧的弹性材料构成，该材料是气密的，并且防止水分或其它污染物进入封闭体28，例如为弹性塑料材料。根据一种实施方式，密封主体50可以是柔性聚合物闭孔泡沫，例如具有闭孔结构的弹性体泡沫，诸如聚氯乙烯泡沫。应明白，其它闭孔材料也可用于密封主体50，包括但不限于基于泡沫塑料的闭孔材料，诸如聚烯烃、聚苯乙烯或聚氨酯，只要闭孔结构是不可渗透水分(例如，水蒸气)和空气或其它气体的。由闭孔泡沫构成的密封主体50具有波纹管状特征，其允许在移动被阻止之前显著程度的移动，以允许柔性密封件24在预定阈值内伸展和收缩，以改变封闭体28的体积。例如，闭孔泡沫可具有线性弹性，其有助于在垂直于外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32并且与两者相交的平面中(例如，在内侧和外侧方向52上)的单轴运动，同时限制侧向运动或在平行于窗玻璃30和32的平面内的运动。

另外或作为替选，柔性密封件24可以实施为波纹管构件54，如图3的示例性图示中所示。波纹管构件54具有蛇腹形密封主体50，以便于在内侧和外侧方向52上的伸展和收缩运动。波纹管构件54包括由以交替和连续方式在外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32之间形成的脊状皱折和谷状皱折限定的多个旋圈56。脊状皱折和谷状皱折形成的旋圈56横向于内侧和外侧方向52定向，以便于在密封的封闭体28的膨胀和压缩运动期间，使外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32中的至少一个向内和/或向外位移。另外，固位构件34可围绕波纹管构件54的外表面或轮廓定位，并用于在伸展和收缩运动期间引导波纹管构件54。固位构件34可以具有U形横截面，该U形横截面接收柔性密封件24的至少一部分以及外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32的周边36。此外，固位构件34可将波纹管构件54的运动限制为在内侧和外侧方向52上的平移、基本线性运动，因而可以抵抗波纹管构件54可能相对内侧和外侧方向52在侧向上或在横向上凸出的任何趋势。在下列特定情况下波纹管构件54可以是优选的，其中窗户布置16必须补偿交通工具10内的显著压力变化，例如结合到以比客机的巡航高度高的巡航高度飞行的军用飞机或商用飞机中的窗户布置16。波纹管构件54的结构可允许蛇腹形密封主体50比闭孔泡沫进一步向内延伸，由此允许密封的封闭体28的更大膨胀，以补偿由于上升到更高的巡航高度引起的舱室压力降低。

柔性密封件24将密封的可变体积封闭体28气密地密封在外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32之间的空隙中，以防止密封的封闭体28与外部58(例如，外部环境)和舱室内部60交换气体。密封的封闭体28填充有基本上没有水分的气体。气体可包括但不限于干燥空气、氮气、氩气、氦气和二氧化碳。气体的作用是消除窗户布置上的雾和霜形成的主要元凶，即水或湿气。密封的封闭体28还可以包含干燥剂，诸如干燥剂材料，以进一步减少可能被截留在封闭体28内的残留水分(例如，由于组装和/或较干燥空气中的水分)。密封的封闭体28由外侧结构窗玻璃30、内侧结构窗玻璃32以及柔性密封件24界定，柔性密封件24在其周边处连接外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32。根据所示的实施方式，外侧结构窗玻璃30的内侧表面40将密封的封闭体28朝向外部58界定，内侧结构窗玻璃32的外侧表面44将密封的封闭体28朝向舱室内部60界定，并且柔性密封件24界定密封的封闭体28的侧面(例如，侧向或横向于内侧和外侧方向52)，由此密封的封闭体28是气密的并且不透水。因此，没有进出密封的封闭体28的气体交换，因此气体的量(例如，气体的质量)是固定的。通过对包含基本上清除了水分的气体的封闭体28进行密封，密封的封闭体28用作外侧窗玻璃30和内侧窗玻璃32之间的热屏障，其中基本上不存在水分。这继而将内侧窗玻璃32的内侧表面48的温度保持在舱室空气的露点或其之上，并且有助于防止在内侧窗玻璃32上形成不期望的冷凝，从而提供透过窗户的清晰视野。密封的封闭体28还有助于防止在外侧结构窗玻璃30的内侧表面40上形成不希望的冷凝，因为由于封闭体28中包含的气体以及气密密封的不透气构造，封闭体28中不存在水分。另外，密封的封闭体28有助于通过封闭体28的充气体积的隔离特性和柔性密封件24的缓冲特性来减小振动和声学噪音，这些特性可以吸收窗户布置16内侧或外侧的振动能量。

预期密封的封闭体28可包括子室(未示出)或相应地多个充气间隙，以便于改善耐热性和隔离性。例如，封闭体28可包括布置在外侧窗玻璃30和内侧窗玻璃32之间的中间窗玻璃或层(未示出)。中间窗玻璃格可通过第一柔性密封件连接到外侧窗玻璃30，并且被充气间隙间隔开，以限定第一气密密封的子室。此外，中间窗玻璃可以通过第二柔性密封件连接到内侧窗玻璃32，并且通过充气间隙间隔开，以限定第二气密密封的子室。如果封闭体28的总体积相对于周围环境密封隔离，则子室可被彼此密封隔离，或彼此流体连通。与具有等效总厚度的单个充气间隙相比，提供几个薄的充气间隙可以增加封闭体28的阻热性能。

预期窗户布置16还可以包括一个或多个完整或防刮窗玻璃，诸如图3的非限制性示例中所示的外侧完整窗玻璃62和内侧完整窗玻璃64。外侧完整窗玻璃62和内侧完整窗玻璃64被布置在窗帮66内。外侧完整窗玻璃62被紧邻内侧结构窗玻璃32布置在窗帮66内，并且内侧完整窗玻璃64布置为距内侧结构窗玻璃32较远，并且比外侧完整窗玻璃62更靠近舱室内部60。内侧结构窗玻璃32通过间隙68与外侧完整窗玻璃62分离开，间隙68被限定在内侧结构窗玻璃32的内侧表面48、外侧完整窗玻璃62的外侧表面70以及窗帮66之间，并且内侧完整窗玻璃64通过另一间隙72与外侧完整窗玻璃62分离开。

在操作中，由于内部60的压力变化，窗户布置16受到各种负载的作用。当交通工具10经受压力变化时，在密封的封闭体28与内部60之间形成压力梯度。如果交通工具10经受压力增大，则内部60内的空气对窗户布置16施加外侧作用力，并且密封的封闭体28退回或收缩。相反，如果交通工具10经受压力降低，则封闭体28内的气体膨胀。根据本公开，为了平衡内部60与封闭体28之间的压力，窗户布置16允许封闭体28响应于内部60中的压力变化而改变其体积。即，内部的压力变化通过封闭体28内的体积变化来补偿60。封闭体28内响应于内部60的压力变化的体积变化在封闭体28和内部60之间保持基本上中性的压力，这种中性压力减轻甚至可以防止由于内部60内的压力变化而形成压力梯度。封闭体28的变化体积避免了对内侧结构窗玻璃32施加应力并将压力负载引导到外侧结构窗玻璃30的一个或多个层板上。出于至少这些原因，内侧结构窗玻璃32可以形成为比传统窗玻璃薄，并且比外侧结构窗玻璃30薄，便于封闭体28的膨胀和压缩以改变其中的体积。因而，窗户布置16的结构完整性得以保持，因为外侧结构窗玻璃30仍然承受内部60内的压力负载，并且内侧结构窗玻璃32提供了故障安全性以提高可靠性。

在一个示例中，窗户布置16被结合到飞机的机身14中。随着飞机12上升，舱室内部60内的空气压力减小，并且封闭体28膨胀(这可以通过上升期间外部温度的降低来减轻)，并且封闭体28内的体积增大(因而封闭体28内的压力降低)，以稳定封闭体28和舱室内部60内的内部空气压力水平。当飞机12下降时，舱室内部60内的气压升高，并且封闭体28收缩(这可以通过下降期间的外部温度升高来减轻)，且封闭体28内的体积减小(因而封闭体28内的压力升高)，以稳定封闭体28和舱室内部60内的内部空气压力水平。在图4A和4B中可能最佳示出了允许窗户布置16补偿压力变化的机制。

图4A和4B示出窗户布置16的示意性横截面图，其中，图4A表示处于第一位置的密封的可变体积封闭体28的示例，图4B表示处于第二位置的密封的可变体积封闭体28的示例。封闭体28的第一位置可表示封闭体28的压缩状态，其中第一距离D₁(也称为休止封闭体距离或初始封闭体距离)被限定在外侧结构窗玻璃30的内侧表面40和内侧结构窗玻璃32的外侧表面44之间，并且第一距离D₁限定封闭体28的第一体积，也称为休止体积。封闭体28的第二位置可表示封闭体28的扩展状态，其中第二距离D₂(也称为位移的封闭体距离)被限定在外侧结构窗玻璃30的内侧表面40与内侧结构窗玻璃32的外侧表面44之间，并且第二距离D₂限定第二体积。如果窗户布置16被实施为三窗玻璃(或更多)系统，则封闭体28的第一位置还可以限定内侧结构窗玻璃32的外侧表面48与相邻完整窗玻璃(例如，内侧完整窗玻璃62)的内侧表面70之间的第三距离D₃。此外，封闭体28的第二位置可以限定内侧结构窗玻璃32的外侧表面48与相邻完整窗玻璃(例如，内侧完整窗玻璃62)的内侧表面70之间的第四距离D₄。如下所述，第一距离D₁小于第二距离D₂(D₁<D₂)，第三距离D₃大于第四距离D₄(D₃>D₄)。

柔性密封件24的结构和布置有利于封闭体28的体积变化。柔性密封件24(在所示示例中示为波纹管构件54)具有密封主体50，密封主体50伸展和收缩，以允许外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32之间的相对运动，从而改变封闭体的体积，并补偿舱室内部60内的压力变化。随着舱室内部60内的压力减小，例如在飞行中的上升阶段期间，内侧结构窗玻璃32沿内侧和外侧方向52向内(内侧)以线性运动移位位移距离ΔD。内侧结构窗玻璃32的向内位移增大了封闭体28的体积，以补偿舱室内部60内的空气压力的降低。这样，封闭体28从图4A中所示的第一位置过渡到图4B中所示的第二位置，因此，由封闭体28限定的距离从第一距离D₁增加到第二距离D₂。从第一距离D₁到第二距离D₂的距离的增加与封闭体28的体积的增加以及封闭体28内的压力的减小相关，以补偿舱室内部60内的压力降低。随着舱室内部60内的压力升高，例如在飞行的下降阶段期间，内侧结构窗玻璃32沿着内侧和外侧方向52以线性运动向外(外侧)移位位移距离ΔD。内侧结构窗玻璃32的向外位移减小了封闭体28的体积，以补偿舱室内部60内的空气压力的增大。这样，封闭体28从图4B中所示的第二位置过渡到图4A中所示的第一位置，因此，由封闭体28限定的距离从第二距离D₂减小到第一距离D₁。从第二距离D₂到第一距离D₁的距离的减小与封闭体28的体积减小和封闭体28内的压力增大相关，以补偿舱室内部60内的压力增大。由于柔性密封件24的结构和布置，内侧结构窗玻璃32作为一个单元沿内侧和外侧方向平移移动，并且内侧结构窗玻璃32的边缘或周边36与内侧结构窗玻璃32的中心移位相同或基本相同的距离(例如，位移距离ΔD)。此外，柔性密封件24在内侧结构窗玻璃32的膨胀和压缩运动期间保持外侧结构窗玻璃30和内侧结构窗玻璃32之间的密封连接，以在没有气体交换的情况下(例如，气体的量或质量在封闭体28内固定)改变封闭体32内的体积。应明白，封闭体28可在图4A中所示的休止封闭体距离和图4B中所示的位移封闭体距离之间的一个或更多中间位置之间动态调节，以补偿压力变化。

位移距离ΔD被测量为在第一位置和第二位置中外侧透明构件30的内侧表面40与内侧透明构件32的外侧表面44之间的距离之间的差。因而，位移距离ΔD可以由关系ΔD＝D₂-D₁表示。此外，位移距离ΔD可以表示为百分比，例如根据关系ΔD＝(D₂-D₁)/D₁×100。位移距离ΔD与封闭体28内的体积变化相关，并且与舱室内部60内的压力变化成比例。根据一种实施方式，位移距离ΔD最高达距离D₁的约15％-25％(±1％)。根据另一实施方式，位移距离ΔD最高达D₁的约16％-23％(±1％)。根据一种实施方式，封闭体28在第一位置和第二位置之间的体积变化最高达D₁处的封闭体28的体积的大约15％-25％(±1％)，例如，相对于休止体积的体积变化为约15-25％。根据另一实施方式，封闭体28在第一位置和第二位置之间的体积变化最高达D₁处的封闭体28的体积的大约15％-20％。体积变化和位移距离ΔD的范围代表保持封闭体28和窗户布置16的结构完整性的阈值。上面详述的范围同样可以代表柔性密封件24的阈值公差，其需要容许显著程度的移动，以安全地允许内侧结构窗玻璃32在第一位置和第二位置之间移位，并且使粘合材料在柔性密封件24和相应的窗玻璃30、32之间保持结构上良好的连接。这样，柔性密封件24被构造和布置用以允许休止封闭体距离D₁的变化最高达大约15-25％，并且/或者允许封闭体28从休止体积的体积变化最高达到大约15-25％。超过范围上限的值可能会推开柔性密封件24，可能破坏柔性密封件24和窗玻璃30、32之间的粘合结合，并且/或者超过柔性密封件24的弹性弹回能力，使其破裂或以其它方式失效。

仅作为封闭体28的尺寸值的一个非限制性示例，第一距离D₁为25.4mm(1英寸)，并且位移距离ΔD为6mm(0.23英寸)。

简要地参考图5，其中示意性地示出了根据一个示例的窗户布置16具有故障安全机构或装置，以保护柔性密封件(未示出)免于故障。该故障安全机构可用于诸如紧急减压或突然减压的情况。紧急减压和突然减压都是与在飞行期间维持在高压下的飞机舱室区域中的快速压降相关的事件。故障安全机构可包括压力安全阀74，其通过响应于封闭体28内的压力超过预定压力阈值而打开封闭体28和舱室内部60之间的通道76来补偿压力的突然变化。通道76可经由设置在柔性密封件(未示出)、第一透明构件18或第二透明构件20中的通道或孔口78引入到封闭体28中。根据一种实施方式，预定压力阈值为封闭体28内约25％(±1％)的压力变化。根据另一实施方式，预定压力阈值为封闭体28内约20％(±1％)的压力变化。

图6是示出用于减少经历压力变化的交通工具的窗户布置上的冷凝的示例性方法的流程图。在步骤602，提供包含固定量气体的被气密密封的封闭体，该封闭体由通过柔性密封件密封连接的内侧窗玻璃和外侧窗玻璃界定。在步骤604，响应于交通工具内部的空气压力的降低，内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的距离被扩展，以增大气密密封的封闭体的体积。在步骤606，响应于交通工具内部空气压力的增大，内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的距离被压缩，从而减小气密密封的封闭体的体积。

根据一种实施方式，交通工具为飞机，并且内部为舱室内部。

根据另一实施方式，步骤602可包括以包括干燥空气或氮气的气体填充封闭体，以从封闭体内清除水分。

根据另一实施方式，步骤604包括使内侧窗玻璃相对于外侧窗玻璃向内沿内侧平移移动来移位位移距离，从而与交通工具内部的气压降低成比例地增大封闭体的体积。该位移距离可以最高达到内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的休止距离的大约15％-25％(±1％)。更具体地，该位移距离可以是内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的休止距离的大约16％-23％(±1％)。

另外或可替选地，步骤606包括使内侧窗玻璃从内部向外沿着外侧平移移动朝向外侧窗玻璃移位该位移距离，从而与交通工具内部的气压升高成比例地减小封闭体的体积。

在步骤604和606，在内侧平移移动和外侧平移移动期间，柔性密封件保持内侧窗玻璃和外侧窗玻璃之间的密封连接。

应明白，可以修改上述窗户布置16和/或方法600，以去除一些组件和步骤，或者可以添加另外的组件和步骤，所有这些都被认为是在本公开的精神内。例如，虽然密封的封闭体28被描述为由外侧结构窗玻璃30和内侧窗玻璃32构成，但是预期密封的封闭体28可以由内侧窗玻璃或层板与外侧完整窗玻璃构成。作为另一示例，方法600可以被实施为使得步骤606在步骤604之前发生。因而，尽管已经参考具体示例详细描述了本公开，但是应明白，在不脱离如权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以对这些示例进行各种修改和改变。预期并有意本文讨论的技术将发生未来的发展，并且所公开的方法、装置和/或物件将被结合到这样的未来发展中。因而，说明书和附图应被视为说明性构思，而不仅仅是限制性构思。

如本文中所使用的，诸如“内侧”、“外侧”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“向上”、“向下”等空间或方向术语涉及附图中所示的图示，不应被视为限制性的。此外，在说明书和权利要求书中使用的表示尺寸、比率等的所有数字都应被理解为涵盖由术语“约”或“大约”表示的公差和其它偏差。此外，本文公开的所有范围均为被理解为涵盖其中纳入的任何和所有子范围。

权利要求中使用的所有术语旨在被赋予本文所公开技术的技术人员所理解的其最广泛合理构造及其普通含义，除非本文做出明确的相反指示。特别是，除非权利要求引用相反的明确限制，否则应理解使用诸如“一”、“该”、“所述”等的单数冠词是为了叙述一个或多个所指示的元件。此外，“至少一个”的使用旨在是包容性的，类似于术语“和/或”。另外，使用诸如第一、第二等形容词应当被认为是可互换的，除非权利要求书中叙述了明确的相反限制。

Claims (20)

1.一种用于经历压力变化的交通工具的窗户布置，所述窗户布置包括：

彼此间隔开的第一透明构件和第二透明构件；

柔性密封件，所述柔性密封件介于所述第一透明构件和所述第二透明构件之间；

气密密封的可变体积封闭体，所述气密密封的可变体积封闭体被相对于舱室内部密封隔离，并且由所述第一透明构件、所述第二透明构件和所述柔性密封件界定，所述柔性密封件结合所述第一透明构件和所述第二透明构件，其中所述气密密封的可变体积封闭体限定所述第一透明构件和所述第二透明构件的相互相对的表面之间的休止封闭体距离；并且

其中所述柔性密封件具有弹性移动主体，所述弹性移动主体被构造和布置用以允许所述第一透明构件和所述第二透明构件之间的相对移动，以响应于所述舱室内部的压力变化改变所述休止封闭体距离。

2.根据权利要求1所述的窗户布置，其中所述柔性密封件被构造和布置用以允许所述休止封闭体距离的大约15-25％的变化。

3.根据权利要求2所述的窗户布置，其中所述第二透明构件相对于所述舱室内部被布置在所述第一透明构件的内侧，并且其中响应于所述舱室内部的压力降低，所述第二透明构件能够经由所述柔性密封件在内侧方向上平移移动，以增大所述休止封闭体距离。

4.根据权利要求1所述的窗户布置，其中所述柔性密封件是闭孔泡沫材料。

5.根据权利要求1所述的窗户布置，其中所述柔性密封件是包括多个旋圈的波纹管构件。

6.根据权利要求5所述的窗户布置，还包括固位构件，所述固位构件围绕所述波纹管构件的外部周边，其中所述波纹管构件经由所述固位构件被约束为在内侧和外侧方向上平移移动。

7.根据权利要求1所述的窗户布置，其中所述气密密封的可变体积封闭体填充有气体，并且其中所述气体包括空气和氮气中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的窗户布置，其中所述气密密封的可变体积封闭体内的气体量是固定的。

9.根据权利要求1所述的窗户布置，其中所述第一透明构件是外侧窗户构件，所述第二透明构件是内侧窗户构件，并且其中所述内侧窗户构件能够在内侧和外侧方向上平移地移动，以响应于所述舱室内部的压力变化而改变所述气密密封的可变体积封闭体内的体积。

10.根据权利要求9所述的窗户布置，其中所述柔性密封件被构造和布置用以允许从在所述休止封闭体距离处限定的休止体积的大约15-25％的体积变化。

11.根据权利要求9所述的窗户布置，其中响应于所述舱室内部的压力降低，内侧窗玻璃以线性运动向内侧移位，以增大所述气密密封的可变体积封闭体内的体积。

12.根据权利要求9所述的窗户布置，其中所述外侧窗户构件是具有至少两个层板的层压结构，并且所述内侧窗户构件是窗玻璃。

13.根据权利要求9所述的窗户布置，其中所述外侧窗户构件包括外侧结构窗玻璃，所述内侧窗户构件是内侧结构窗玻璃，并且其中所述外侧结构窗玻璃的厚度大于所述内侧结构窗玻璃的厚度。

14.一种飞机，其包括：

机身，所述机身限定了经历压力变化的舱室内部；

至少一个窗户布置，所述至少一个窗户布置能够悬置在框架内，并且包括：

彼此间隔开的内侧透明构件和外侧透明构件；

柔性密封件，所述柔性密封件介于所述内侧透明构件和所述外侧透明构件之间，所述柔性密封件结合所述内侧透明构件和所述外侧透明构件，其中所述柔性密封件具有弹性移动主体，所述弹性移动主体被构造和布置用以允许所述内侧透明构件和所述外侧透明构件之间的相对移动；

填充有气体的气密密封的可变体积封闭体，所述可变体积封闭体被相对于所述舱室内部密封隔离，并且由所述内侧透明构件、所述外侧透明构件和所述柔性密封件界定，所述柔性密封件提供所述内侧透明构件和所述外侧透明构件之间的密封连接；

其中所述柔性密封件被构造和布置用以对所述内侧透明构件的内侧和外侧移动保持密封连接，以响应于所述舱室内部的压力变化而改变所述可变体积封闭体的体积。

15.根据权利要求14所述的飞机，其中所述可变体积封闭体在第一位置限定第一体积，并在第二位置限定第二体积，在所述第一位置中，所述内侧透明构件与所述外侧透明构件间隔开初始封闭体距离，在所述第二位置中，所述内侧透明构件从所述外侧透明构件移位了位移距离，并且其中响应于所述舱室内部的压力变化，所述内侧透明构件作为单元在所述第一位置和所述第二位置之间平移移动。

16.根据权利要求14所述的飞机，其中所述外侧透明构件是外侧结构窗玻璃，所述内侧透明构件是内侧结构窗玻璃，所述至少一个窗户布置还包括与所述内侧结构窗玻璃以空气间隙向内间隔开的完整窗玻璃。

17.根据权利要求14所述的飞机，其中所述至少一个窗户布置包括压力安全阀，所述压力安全阀被构造用以响应于所述可变体积封闭体内的压力变化超过预定压力阈值而打开所述可变体积封闭体和所述舱室内部之间的通道，并且其中所述预定压力阈值约为25％。

18.一种用于减少经历压力变化的交通工具的舱室窗户布置上的冷凝的方法，所述方法包括：

提供气密密封的封闭体，所述封闭体包含固定量的气体，并且由借助于柔性密封件密封地连接的内侧窗玻璃和外侧窗玻璃界定；

响应于交通工具内部的气压降低，扩大所述内侧窗玻璃和所述外侧窗玻璃之间的距离，从而增大所述气密密封的封闭体的体积；以及

响应于所述交通工具内部的气压升高，压缩所述内侧窗玻璃和所述外侧窗玻璃之间的距离，从而减小所述气密密封的封闭体的体积。

19.根据权利要求18所述的方法，其中扩大所述内侧窗玻璃和所述外侧窗玻璃之间的距离包括：使所述内侧窗玻璃相对于所述外侧窗玻璃向内沿内侧平移移动来移位位移距离，从而与交通工具内部的气压降低成比例地增大所述气密密封的封闭体的体积。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述气密密封的封闭体内的体积变化约15-25％。