CN112455694A - 空气混合装置、机载空调系统及飞机 - Google Patents

空气混合装置、机载空调系统及飞机 Download PDF

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CN112455694A CN202011467262.0A CN202011467262A CN112455694A CN 112455694 A CN112455694 A CN 112455694A CN 202011467262 A CN202011467262 A CN 202011467262A CN 112455694 A CN112455694 A CN 112455694A
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蔡正永
徐如好
赵桓
于艳翠
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Abstract

本发明提供了一种空气混合装置、机载空调系统及飞机，空气混合装置包括：送风管路，送风管路内具有空气流道；送风管路上设有第一进风口和第二进风口；第一分隔件，设置于空气流道内，第一分隔件将空气流道分隔为第一空气流道和第二空气流道；第一进风口与第一空气流道连通，第二进风口与第二空气流道连通；多个分流管路，各个分流管路的一端均与第一空气流道和第二空气流道均连通；各个分流管路的另一端均设有出风口。本发明的空气混合装置解决了现有技术中的空气混合装置的压降过大的问题。

Description

空气混合装置、机载空调系统及飞机
技术领域
本发明涉及空调配件领域，具体而言，涉及一种空气混合装置、机载空调系统及飞机。
背景技术
在一些空调工作过程中，涉及到对两股空气进行混合，根据两股空气的温度、适度、流量等参数的差异，可使混合得到的空气更符合使用需求。
例如，在机载空调系统中，通常采用空气混合装置将空调机组输出的低温空气与从飞机内抽取的空气进行混合，然后将混合的空气输送到飞机的客舱、货仓或其他附属区域。
相关技术中的空气混合装置内部具有一个较大的混合腔，两股空气进入混合腔进行混合后再经过多个管道输送到多个需要空气调节的区域。采用这种结构设置的空气混合装置在工作时会带来较大的压力损失，且由于两股空气的温差、湿度等差异，混合腔内容易出现凝露、结霜等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空气混合装置、机载空调系统及飞机，以解决现有技术中的空气混合装置的压降过大的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种空气混合装置，包括：送风管路，送风管路内具有空气流道；送风管路上设有第一进风口和第二进风口；第一分隔件，设置于空气流道内，第一分隔件将空气流道分隔为第一空气流道和第二空气流道；第一进风口与第一空气流道连通，第二进风口与第二空气流道连通；多个分流管路，各个分流管路的一端均与第一空气流道和第二空气流道均连通；各个分流管路的另一端均设有出风口。
进一步地，各个分流管路的延伸方向与送风管路的延伸方向之间的夹角的取值范围为30°至60°。
进一步地，空气混合装置包括第二分隔件，第二分隔件将第一空气流道分隔为第一流道和第二流道，第二分隔件将第二空气流道分隔为第三流道和第四流道；多个分流管路中的一部分分流管路与第一流道和第三流道均连通；多个分流管路中的另一部分分流管路与第二流道和第四流道均连通。
进一步地，送风管路沿预设方向延伸设置，第一分隔件和第二分隔件均沿预设方向延伸设置；第一分隔件与第二分隔件相互垂直设置。
进一步地，分流管路包括管体部和混合部；管体部具有管腔，混合部具有混合腔，管腔与混合腔连通；沿分流管路的延伸方向，混合腔的流通截面的面积大于管腔的流通截面的面积。
进一步地，空气混合装置包括多个第三分隔件，多个第三分隔件与多个分流管路一一对应地设置，多个第三分隔件均与第一分隔件连接；第三分隔件的一部分伸入相应的分流管路的管腔内，以通过各个第三分隔件将相应的管腔分隔为两个腔段。
进一步地，第一分隔件具有第一弧形板段，第一弧形板段位于第一分隔件的主体部分的靠近第一进风口和第二进风口的一侧，以通过第一弧形板段的表面对由第一进风口和第二进风口流入空气流道内的空气进行导流；和/或，第三分隔件具有第二弧形板段，第二弧形板段与第一分隔件连接，以通过第二弧形板段的表面对第一空气流道和第二空气流道内的空气进行导流。
进一步地，第一分隔件由隔热材料制成；或者，第一分隔件的一侧或内部具有隔热层，隔热层由隔热材料制成。
进一步地，送风管路由多个管段依次拼接而成，各个管段均与至少一个分流管路连接；第一分隔件和第二分隔件均为多个，多个第一分隔件和多个第二分隔件与多个管段一一对应地设置，多个第一分隔件依次拼接，多个第二分隔件依次拼接。
进一步地，送风管路包括：第一管段，第一进风口和第二进风口均设置于第一管段；多个第二管段，多个第二管段依次拼接；位于端部的两个第二管段中的一个第二管段与第一管段拼接；第三管段，第三管段的一端封闭；位于端部的两个第二管段中的另一个第二管段与第三管段拼接；其中，第一管段、第二管段以及第三管段均与至少一个分流管路连接。
根据本发明的第二个方面，提供了一种机载空调系统，空调系统包括用于将空调机组输出的空气与从飞机内部抽取的空气进行混合的空气混合装置，空气混合装置为上述的空气混合装置。
根据本发明的第三个方面，提供了一种飞机，飞机包括上述的机载空调系统。
应用本发明的技术方案的空气混合装置包括：送风管路，送风管路内具有空气流道；送风管路上设有第一进风口和第二进风口；第一分隔件，设置于空气流道内，第一分隔件将空气流道分隔为第一空气流道和第二空气流道；第一进风口与第一空气流道连通，第二进风口与第二空气流道连通；多个分流管路，各个分流管路的一端均与第一空气流道和第二空气流道均连通；各个分流管路的另一端均设有出风口。这样，由第一进风口和第二进风口进入空气流道内的空气并不会在送风管路内相互接触，而是在输送至各个分流管路内之后再进行相互接触和混合，经过分流后的空气能够在各个分流管路内进行较平稳的混合，能够避免由第一进风口和第二进风口进入空气流道内的两股气流直接在空气流道内出现冲撞、交织等剧烈的混合情况而导致的压力损失过大的情况，解决了现有技术中的空气混合装置的压降过大的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的空气混合装置的实施例的结构示意图(图中省略了部分第二管段)；
图2示出了根据本发明的空气混合装置的实施例的部分结构的示意图；
图3示出了根据图2中的空气混合装置的实施例沿A-A线的剖视结构示意图；
图4示出了根据图2中的空气混合装置的实施例沿B-B线的剖视结构示意图；
图5示出了根据本发明的空气混合装置的实施例的部分结构的内部结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、送风管路；11、第一进风口；12、第二进风口；13、第一管段；14、第二管段；15、第三管段；10、第一空气流道；101、第一流道；102、第二流道；20、第二空气流道；201、第三流道；202、第四流道；2、第一分隔件；21、第一弧形板段；3、分流管路；31、出风口；32、管体部；33、混合部；4、第二分隔件；5、第三分隔件；51、第二弧形板段。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1至图5，本发明提供了一种空气混合装置，包括：送风管路1，送风管路1内具有空气流道；送风管路1上设有第一进风口11和第二进风口12；第一分隔件2，设置于空气流道内，第一分隔件2将空气流道分隔为第一空气流道10和第二空气流道20；第一进风口11与第一空气流道10连通，第二进风口12与第二空气流道20连通；多个分流管路3，各个分流管路3的一端均与第一空气流道10和第二空气流道20均连通；各个分流管路3的另一端均设有出风口31。
本发明的空气混合装置包括：送风管路1，送风管路1内具有空气流道；送风管路1上设有第一进风口11和第二进风口12；第一分隔件2，设置于空气流道内，第一分隔件2将空气流道分隔为第一空气流道10和第二空气流道20；第一进风口11与第一空气流道10连通，第二进风口12与第二空气流道20连通；多个分流管路3，各个分流管路3的一端均与第一空气流道10和第二空气流道20均连通；各个分流管路3的另一端均设有出风口31。这样，由第一进风口11和第二进风口12进入空气流道内的空气并不会在送风管路1内相互接触，而是在输送至各个分流管路3内之后再进行相互接触和混合，经过分流后的空气能够在各个分流管路3内进行较平稳的混合，能够避免由第一进风口11和第二进风口12进入空气流道内的两股气流直接在空气流道内出现冲撞、交织等剧烈的混合情况而导致的压力损失过大的情况，解决了现有技术中的空气混合装置的压降过大的问题。
通过采用上述结构设置，能够有效地减小空气混合装置的压降，从而可减小对风机的静压和功率要求，有利于方便风机的选型。
另外，由于由第一进风口11和第二进风口12流入空气流道内的空气被第一分隔件2分隔为两部分，两部分空气在空气流道内不接触，因此，空气流道内不会因为两部分空气的温差较大而出现凝露、结霜等情况，有利于保证空气流通的顺畅性。由于送风管路1内不会出现凝露混合结霜，因此不需要针对送风管路1设计排水和除霜结构，能够有效地简化空气混合装置的结构，减小其体积和重量，增大飞机等载具的承载能力。
具体地，各个分流管路3的延伸方向与送风管路1的延伸方向之间的夹角的取值范围为30°至60°。
这样，有利于使空气能够更平稳地由送风管路1流入各个分流管路3，实现顺畅的过渡，减小空气在送风管路1与分流管路3之间流动时的压力损失。
具体地，空气混合装置包括第二分隔件4，第二分隔件4将第一空气流道10分隔为第一流道101和第二流道102，第二分隔件4将第二空气流道20分隔为第三流道201和第四流道202；多个分流管路3中的一部分分流管路3与第一流道101和第三流道201均连通；多个分流管路3中的另一部分分流管路3与第二流道102和第四流道202均连通。
这样，通过第一分隔件2和第二分隔件4将空气流道划分为第一流道101、第二流道102、第三流道201以及第四流道202，并使一部分分流管路3与第一流道101和第三流道201连通，另一部分分流管路3与第二流道102和第四流道202连通，从而能够将空气流道内的空气进行更合理的分配，使由第一进风口11和第二进风口12流入的两股空气能够更均匀地分配给多个分流管路3。
为了进一步减小空气混合装置内的空气压降，第二分隔件4的靠近第一进风口11和第二进风口12的一端设有迎风面，空气的流动方向，第二分隔件4的与迎风面对应的部分的厚度逐渐增大。在本实施例中，迎风面为V形面，从而使空气可更顺畅地被第二分隔件4分隔为两部分。
具体地，送风管路1沿预设方向延伸设置，第一分隔件2和第二分隔件4均沿预设方向延伸设置；第一分隔件2与第二分隔件4相互垂直设置。
也就是说，第一分隔件2和第二分隔件4均为板状结构，两个板状结构的板面相互垂直，这样，能够更均匀地实现对空气流量的分配。
具体地，分流管路3包括管体部32和混合部33；管体部32具有管腔，混合部33具有混合腔，管腔与混合腔连通；沿分流管路3的延伸方向，混合腔的流通截面的面积大于管腔的流通截面的面积。
流通截面为与分流管路3的延伸方向垂直的截面。在本实施例中，管腔和混合腔均包括圆柱腔段，管腔的内径小于混合腔的内径。通过采用这种结构设置，使得分流管路3能够为两股空气提供更充分的混合空间，从而使进入分流管路3内的两股空气可以在混合腔内更充分地进行混合。
在本实施例中，沿分流管路3的延伸方向，混合腔包括依次拼接的第一圆锥面、圆柱面以及第二圆锥面；沿分流管路3的延伸方向，混合腔的内径先逐渐增大再保持不变，然后逐渐减小。
具体地，空气混合装置包括多个第三分隔件5，多个第三分隔件5与多个分流管路3一一对应地设置，多个第三分隔件5均与第一分隔件2连接；第三分隔件5的一部分伸入相应的分流管路3的管腔内，以通过各个第三分隔件5将相应的管腔分隔为两个腔段。
通过设置第三分隔件5，且第三分隔件5伸入相应的分流管路3的管腔内，并将管腔分隔为两个腔段，从而可通过第三分隔件5对两部分空气起到引流的作用，使两股空气能够更平稳地进入相应的分流管路3的混合腔内。
具体地，第一分隔件2具有第一弧形板段21，第一弧形板段21位于第一分隔件2的主体部分的靠近第一进风口11和第二进风口12的一侧，以通过第一弧形板段21的表面对由第一进风口11和第二进风口12流入空气流道内的空气进行导流；和/或，第三分隔件5具有第二弧形板段51，第二弧形板段51与第一分隔件2连接，以通过第二弧形板段51的表面对第一空气流道10和第二空气流道20内的空气进行导流。
为了进一步提高空气在空气混合装置内流动个平稳性，第一弧形板段21与第一分隔件2的主体部分之间平滑过渡，第二弧形板段51与第一分隔件2以及第三分隔件5的主体部分之间均平滑过渡。
具体地，第一分隔件2由隔热材料制成；或者，第一分隔件2的一侧或内部具有隔热层，隔热层由隔热材料制成。
隔热材料是指能够减小第一空气流道10和第二空气流道20的空气之间的热量传递的材料，具体地，其可以有多种选择，例如隔热棉、隔热涂层等等。通过采用这种结构设置，能够进一步减小或避免第一空气流道10和第二空气流道20内的空气之间相互传递热量，从而进一步减小送风管路1内的凝露和结霜风险，提高空气混合装置的使用可靠性。
具体地，送风管路1由多个管段依次拼接而成，各个管段均与至少一个分流管路3连接；第一分隔件2和第二分隔件4均为多个，多个第一分隔件2和多个第二分隔件4与多个管段一一对应地设置，多个第一分隔件2依次拼接，多个第二分隔件4依次拼接。
这样，能够根据实际安装需求调整管段的数量，从而针对性地调节送风管路1的长度，提高空气混合装置使用时的灵活性。当空气混合装置应用于飞机中时，可根据飞机的长度或需要进行空气调节的区域的长度来针对性地调节管段的数量，从而灵活地适应各种尺寸的飞机。
为了减小空气混合装置内部压降，相邻的管段之间平滑过渡，相邻的第一分隔件2之间平滑过渡，相邻的第二分隔件4之间平滑过渡。
具体地，送风管路1包括：第一管段13，第一进风口11和第二进风口12均设置于第一管段13；多个第二管段14，多个第二管段14依次拼接；位于端部的两个第二管段14中的一个第二管段14与第一管段13拼接；第三管段15，第三管段15的一端封闭；位于端部的两个第二管段14中的另一个第二管段14与第三管段15拼接；其中，第一管段13、第二管段14以及第三管段15均与至少一个分流管路3连接。
其次，本发明还提供了一种机载空调系统，空调系统包括用于将空调机组输出的空气与从飞机内部抽取的空气进行混合的空气混合装置，空气混合装置为上述的空气混合装置。
另外，本发明还提供了一种飞机，飞机包括上述的机载空调系统。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的空气混合装置包括：送风管路1，送风管路1内具有空气流道；送风管路1上设有第一进风口11和第二进风口12；第一分隔件2，设置于空气流道内，第一分隔件2将空气流道分隔为第一空气流道10和第二空气流道20；第一进风口11与第一空气流道10连通，第二进风口12与第二空气流道20连通；多个分流管路3，各个分流管路3的一端均与第一空气流道10和第二空气流道20均连通；各个分流管路3的另一端均设有出风口31。这样，由第一进风口11和第二进风口12进入空气流道内的空气并不会在送风管路1内相互接触，而是在输送至各个分流管路3内之后再进行相互接触和混合，经过分流后的空气能够在各个分流管路3内进行较平稳的混合，能够避免由第一进风口11和第二进风口12进入空气流道内的两股气流直接在空气流道内出现冲撞、交织等剧烈的混合情况而导致的压力损失过大的情况，解决了现有技术中的空气混合装置的压降过大的问题。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种空气混合装置，其特征在于，包括：
送风管路(1)，所述送风管路(1)内具有空气流道；所述送风管路(1)上设有第一进风口(11)和第二进风口(12)；
第一分隔件(2)，设置于所述空气流道内，所述第一分隔件(2)将所述空气流道分隔为第一空气流道(10)和第二空气流道(20)；所述第一进风口(11)与所述第一空气流道(10)连通，所述第二进风口(12)与所述第二空气流道(20)连通；
多个分流管路(3)，各个所述分流管路(3)的一端均与所述第一空气流道(10)和所述第二空气流道(20)均连通；各个所述分流管路(3)的另一端均设有出风口(31)。
2.根据权利要求1所述的空气混合装置，其特征在于，各个所述分流管路(3)的延伸方向与所述送风管路(1)的延伸方向之间的夹角的取值范围为30°至60°。
3.根据权利要求1所述的空气混合装置，其特征在于，所述空气混合装置包括第二分隔件(4)，所述第二分隔件(4)将所述第一空气流道(10)分隔为第一流道(101)和第二流道(102)，所述第二分隔件(4)将所述第二空气流道(20)分隔为第三流道(201)和第四流道(202)；
多个所述分流管路(3)中的一部分所述分流管路(3)与所述第一流道(101)和所述第三流道(201)均连通；多个所述分流管路(3)中的另一部分所述分流管路(3)与所述第二流道(102)和所述第四流道(202)均连通。
4.根据权利要求3所述的空气混合装置，其特征在于，所述送风管路(1)沿预设方向延伸设置，所述第一分隔件(2)和所述第二分隔件(4)均沿所述预设方向延伸设置；所述第一分隔件(2)与所述第二分隔件(4)相互垂直设置。
5.根据权利要求1所述的空气混合装置，其特征在于，所述分流管路(3)包括管体部(32)和混合部(33)；所述管体部(32)具有管腔，所述混合部(33)具有混合腔，所述管腔与所述混合腔连通；沿所述分流管路(3)的延伸方向，所述混合腔的流通截面的面积大于所述管腔的流通截面的面积。
6.根据权利要求5所述的空气混合装置，其特征在于，所述空气混合装置包括多个第三分隔件(5)，多个所述第三分隔件(5)与多个所述分流管路(3)一一对应地设置，多个所述第三分隔件(5)均与所述第一分隔件(2)连接；所述第三分隔件(5)的一部分伸入相应的所述分流管路(3)的管腔内，以通过各个所述第三分隔件(5)将相应的所述管腔分隔为两个腔段。
7.根据权利要求6所述的空气混合装置，其特征在于，所述第一分隔件(2)具有第一弧形板段(21)，所述第一弧形板段(21)位于所述第一分隔件(2)的主体部分的靠近所述第一进风口(11)和所述第二进风口(12)的一侧，以通过所述第一弧形板段(21)的表面对由所述第一进风口(11)和所述第二进风口(12)流入所述空气流道内的空气进行导流；和/或，
所述第三分隔件(5)具有第二弧形板段(51)，所述第二弧形板段(51)与所述第一分隔件(2)连接，以通过所述第二弧形板段(51)的表面对所述第一空气流道(10)和所述第二空气流道(20)内的空气进行导流。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的空气混合装置，其特征在于，所述第一分隔件(2)由隔热材料制成；或者，
所述第一分隔件(2)的一侧或内部具有隔热层，所述隔热层由隔热材料制成。
9.根据权利要求3或4所述的空气混合装置，其特征在于，所述送风管路(1)由多个管段依次拼接而成，各个所述管段均与至少一个所述分流管路(3)连接；所述第一分隔件(2)和所述第二分隔件(4)均为多个，多个所述第一分隔件(2)和多个所述第二分隔件(4)与多个所述管段一一对应地设置，多个所述第一分隔件(2)依次拼接，多个所述第二分隔件(4)依次拼接。
10.根据权利要求3至7中任一项所述的空气混合装置，其特征在于，所述送风管路(1)包括：
第一管段(13)，所述第一进风口(11)和所述第二进风口(12)均设置于所述第一管段(13)；
多个第二管段(14)，多个所述第二管段(14)依次拼接；位于端部的两个所述第二管段(14)中的一个所述第二管段(14)与所述第一管段(13)拼接；
第三管段(15)，所述第三管段(15)的一端封闭；位于端部的两个所述第二管段(14)中的另一个所述第二管段(14)与所述第三管段(15)拼接；
其中，所述第一管段(13)、所述第二管段(14)以及所述第三管段(15)均与至少一个所述分流管路(3)连接。
11.一种机载空调系统，所述空调系统包括用于将空调机组输出的空气与从飞机内部抽取的空气进行混合的空气混合装置，其特征在于，所述空气混合装置为权利要求1至10中任一项所述的空气混合装置。
12.一种飞机，其特征在于，所述飞机包括权利要求11所述的机载空调系统。
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