CN112455695A - 导风管、空调系统以及飞机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导风管、空调系统以及飞机，导风管包括：管体和分隔板，分隔板设置在管体内，以通过分隔板将管体的流通通道分隔为相互独立的第一流通通道和第二流通通道；其中，管体具有相对设置的第一端和第二端，第一流通通道具有第一进风口和第一出风口，第一进风口位于管体的第一端，第一出风口位于管体的第一端和管体的第二端之间；第二流通通道具有第二进风口和第二出风口，第二进风口与第一出风口间隔设置，第二出风口位于第二进风口远离第一出风口的一侧。以解决现有技术中的导风管内的气流出现压力损失的技术问题。

Description

导风管、空调系统以及飞机

技术领域

本发明涉及机载空调系统技术领域，具体而言，涉及一种导风管、空调系统以及飞机。

背景技术

目前，现有技术中的机载空调系统可以包括经飞机空调系统(环控系统)被膨胀和调节到期望的温度的主空调系统和调节飞机内部的空气起辅助调节作用的辅冷空调系统。两股不同空气经过调节后形成不同温度、不同湿度和不同流量的空气经混合后，被送到飞机的客舱、货仓及其附属区域等需空气调节的区域。一般而言，机载空调系统使用的混合导风管均通过同一风管，在特定风道混合后被连接到多个管道系统，在送往机舱各个需要空气调节的区域。

然而，两股不同流量(流速)的气流在混合导风管混合后，相互冲撞、混合、交织在一起，造成巨大的压力损失。而且，两股不同温度、湿度气流在同一风道混合后，形成水雾、液态水凝露或冰雪，增大了风阻且需给风道额外设计接水导流或化霜除冰装置，这样会导致空调导风管结因构复杂导致体积大笨重，而且混合风道中发生压力损失，必将通过高输送能力风机来补偿，使得风机的设计必须满足具备高静压、大功率的特点，也增加了风机选型设计的难度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种导风管、空调系统以及飞机，以解决现有技术中的导风管内的气流出现压力损失的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种导风管，包括：管体和分隔板，分隔板设置在管体内，以通过分隔板将管体的流通通道分隔为相互独立的第一流通通道和第二流通通道；其中，管体具有相对设置的第一端和第二端，第一流通通道具有第一进风口和第一出风口，第一进风口位于管体的第一端，第一出风口位于管体的第一端和管体的第二端之间；第二流通通道具有第二进风口和第二出风口，第二进风口与第一出风口间隔设置，第二出风口位于第二进风口远离第一出风口的一侧。

进一步地，第一进风口沿第一预设方向延伸，第二进风口沿第二预设方向延伸，第一预设方向和第二预设方向呈预设角度连接。

进一步地，管体包括：主管段，主管段为条形管结构，主管段沿第三预设方向延伸，第一流通通道的主通道和第二流通通道的主通道均位于主管段内，分隔板位于主管段内，主管段的一端形成第一进风口，第二进风口位于主管段的一端和主管段的另一端之间；第一分支管，设置在主管段的侧部，第一分支管与主管段呈第四预设角度连接，第一分支管与第一流通通道的主通道连通，第一分支管的远离主管段的一端形成第一出风口。

进一步地，第一分支管为多个，多个第一分支管间隔设置在主管段的侧壁上。

进一步地，第一分支管为两个，两个第一分支管相对主管段对称设置，导风管还包括：第一扰流板，设置在第一流通通道的主通道内，第一扰流板沿主管段的延伸方向延伸，一个第一分支管位于第一扰流板的一侧，另一个第一分支管位于第一扰流板的另一侧。

进一步地，沿主管段的延伸方向，第一扰流板的扰流厚度逐渐增加。

进一步地，导风管还包括：第二分支管，设置在主管段的侧部，第二分支管与主管段呈第五预设角度连接，第二分支管与第二流通通道的主通道连通，第二分支管的远离主管段的一端形成第二出风口。

进一步地，第二分支管为多个，多个第二分支管环向间隔设置在主管段的侧部。

进一步地，多个环向间隔设置的第二分支管形成第二出风管组，多个第二出风管组沿主管段的延伸方向间隔设置。

进一步地，第二分支管为两个，两个第二分支管间隔设置在主管段的侧壁上，导风管还包括：第二扰流板，设置在第二流通通道的主通道内，第二扰流板沿主管段的延伸方向延伸，一个第二分支管位于第二扰流板的一侧，另一个第二分支管位于第二扰流板的另一侧。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调系统，空调系统包括：空调器；导风管，导风管的第一进风口与空调器的出风部连通，导风管的第二进风口用于通入室内空气，导风管为上述提供的导风管。

根据本发明的另一方面，提供了一种飞机，飞机包括：机体；空调系统，设置在机体上，空调系统的导风管沿机体的延伸方向延伸，空调系统为上述提供的空调系统。

应用本发明的技术方案，能够使得第一流通通道内的流体和第二流通通道内的流体互不干扰，避免第一流通通道内的流体和第二流通通道内的流体发生相互冲撞、混合的情况，避免了压力损失，也避免了因温度差的不同而出现凝露或冰雪的情况，以便于简化风机的设计。本发明在同一个导风管内设计独立第一流通通道和第二流通通道结构，避免气流在导风管的风道内混合。旨在简化风道结构，较少压力损失，防止凝露或冰雪形成。从而间接减小风道及其混合系统结构尺寸，并降低导风管重量，降低风机能耗。通过本发明提供的实施例，能够解决风道及其混合系统形成凝露水、水雾或冰雪；解决因气流直接混合导致风阻加大，造成压力损失过大；解决因风道附加功能过多导致结构复杂、体积过大；解决因风道压力损失过大导致风机选型困难、同时降低风机功耗。

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实施例提供的导风管的结构示意图；

图2示出了根据本发明的实施例提供的导风管的俯视图；

图3示出了图2中的A-A向视图；

图4示出了根据本发明的实施例提供的导风管的侧视图；

图5示出了图4总的B-B向视图(图5中的管道内的流线代表气流的流动情况)。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、管体；11、主管段；12、第一分支管；13、第二分支管；20、分隔板；31、第一流通通道；311、第一进风口；312、第一出风口；32、第二流通通道；321、第二进风口；322、第二出风口；41、第一扰流板；42、第二扰流板。

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。

如图1至图5所示，本发明的实施例一提供了一种导风管，导风管包括管体10和分隔板20，分隔板20设置在管体10内，以通过分隔板20将管体10的流通通道分隔为相互独立的第一流通通道31和第二流通通道32。其中，管体10具有相对设置的第一端和第二端，第一流通通道31具有第一进风口311和第一出风口312，第一进风口311位于管体10的第一端，第一出风口312位于管体10的第一端和管体10的第二端之间；第二流通通道32具有第二进风口321和第二出风口322，第二进风口321与第一出风口312间隔设置，第二出风口322位于第二进风口321远离第一出风口312的一侧。

采用这样的结构设置，能够使得第一流通通道31内的流体和第二流通通道32内的流体互不干扰，避免第一流通通道31内的流体和第二流通通道32内的流体发生相互冲撞、混合的情况，避免了压力损失，也避免了因温度差的不同而出现凝露或冰雪的情况，以便于简化风机的设计。本发明在同一个导风管内设计独立第一流通通道31和第二流通通道32结构，避免气流在导风管的风道内混合。旨在简化风道结构，较少压力损失，防止凝露或冰雪形成。从而间接减小风道及其混合系统结构尺寸，并降低导风管重量，降低风机能耗。通过本发明提供的实施例，能够解决风道及其混合系统形成凝露水、水雾或冰雪；解决因气流直接混合导致风阻加大，造成压力损失过大；解决因风道附加功能过多导致结构复杂、体积过大；解决因风道压力损失过大导致风机选型困难、同时降低风机功耗。

具体的，第一进风口311沿第一预设方向延伸，第二进风口321沿第二预设方向延伸，第一预设方向和第二预设方向呈预设角度连接，以便于使第一进风口311和第二进风口321分开进风，具体的，第一进风口311沿水平方向延伸，第二进风口321沿竖直方向向上延伸，以便于使空调器的出风口与第一进风口311进风并向飞机的舱内提供换热后的新鲜气体，也便于使舱内的气体经第二进风口321进入后经第二流体通道并进行各自独立的循环。

在本实施例中，管体10包括主管段11和第一分支管12，主管段11为条形管结构，主管段11沿第三预设方向延伸，第一流通通道31的主通道和第二流通通道32的主通道均位于主管段11内，分隔板20位于主管段11内，主管段11的一端形成第一进风口311，第二进风口321位于主管段11的一端和主管段11的另一端之间。第一分支管12设置在主管段11的侧部，第一分支管12与主管段11呈第四预设角度连接，第一分支管12与第一流通通道31的主通道连通，第一分支管12的远离主管段11的一端形成第一出风口312。采用这样的结构设置，结构简单，也便于第一流通通道31的进风和出风。

具体的，本实施例中的第一分支管12为多个，多个第一分支管12间隔设置在主管段11的侧壁上，以便于提高出风的均匀性，以使风能够均匀地吹向至舱内。

在本实施例中，第一分支管12为两个，两个第一分支管12相对主管段11对称设置，导风管还包括第一扰流板41，第一扰流板41设置在第一流通通道31的主通道内，第一扰流板41沿主管段11的延伸方向延伸，一个第一分支管12位于第一扰流板41的一侧，另一个第一分支管12位于第一扰流板41的另一侧。采用这样的结构设置，能够提高分流的均匀性，以使第一流通通道31内的风能够均匀地吹向各个第一出风口312。

具体的，本实施例中沿主管段11的延伸方向，第一扰流板41的扰流厚度逐渐增加，以便于减小分流的流阻。

在本实施例中，导风管还包括第二分支管13，第二分支管13设置在主管段11的侧部，第二分支管13与主管段11呈第五预设角度连接，第二分支管13与第二流通通道32的主通道连通，第二分支管13的远离主管段11的一端形成第二出风口322。采用这样的结构设置，能够便于第二流通通道32的进风和出风。

具体的，本实施例中的第二分支管13为多个，多个第二分支管13环向间隔设置在主管段11的侧部。采用这样的结构设置，能够便于提高第二流通通道32的出风均匀性，以使第二流通通道32内的风能够均匀地吹向至机舱内。

在本实施例中，多个环向间隔设置的第二分支管13形成第二出风管组，多个第二出风管组沿主管段11的延伸方向间隔设置。具体的，由于机舱较长，为了便于对各个的区域进行独立的送风控制，沿机舱的延伸方向设置了多个第二出风管组，以便于提高舱内乘客的使用舒适度。

具体的，本实施例中的第二分支管13为两个，两个第二分支管13间隔设置在主管段11的侧壁上，导风管还包括：第二扰流板42，设置在第二流通通道32的主通道内，第二扰流板42沿主管段11的延伸方向延伸，一个第二分支管13位于第二扰流板42的一侧，另一个第二分支管13位于第二扰流板42的另一侧。采用这样的结构设置，能够便于提高分流的均匀性，以使各个第二出风口322的出风量相差不大。

具体的，本实施例中沿主管段11的延伸方向，第二扰流板42的扰流厚度逐渐增加，以便于减小分流的流阻。

本实施例中的导风管可以为一体成型结构，便于安装。或者，导风管为拼装结构，主管段11、第一分支管12和第二分支端拼装在一起，避免零部件过大造成不便于生产制造的情况。

优选的，导风管由多段拼接而成，其中首段设置风道导流结构、中部各导风段采用同一导风管，尾端采用仅带分流支管的结构。首段风管包含环控系统风道入口(第一进风口311)和辅冷空调系统风道入口(第二进风口321)、两个风口根据需要设计成不同方向(图示分别为水平入口(第一进风口311)和竖直入口(第二进风口321))，第一流通通道31和第二流通通道32完全独立。水平风口引入的经环控系统调节后的空气，在第一扰流板41的作用下分成左右两个对称的导风腔，分别经左右两个第一分支管12，接入机舱内。竖直风口引入的经辅冷空调系统调节后的空气，经过渡风管从首段风道底部引入后，在第二扰流板42的作用下分成左右对称两部分，每部分两侧设置通向机舱内的导风支管，每部尾端设置于下一风管连接的接口，且能够将风平滑顺畅送入下一风管。第一分支管12和第二分支管13均与主管段11之间平缓顺畅过渡，主管段11的导风面大于第一分支管12的导风面，主管段11的导风面大于第二分支管13的导风面，两者大小关系根据机舱长度、机舱空间分点和风机静压有关，需经仿真计算确定具体比值关系。

第一分支管12、第二分支管13和主管段11之间可以采用一体冲压成型成一个零件、也可以各自成型后组装在一起，如组装连接，需确保连接密封可靠、且切结顺畅无风阻。

主管段11内设置两个完全独立的导风隔板(两个完全独立的导风隔板包括第一扰流板41和第二扰流板42)，导风隔板在不同风管段内连续不间断，导风隔板迎风面应采用V型面平滑过渡，其中尖端朝向迎风面，从而将导风隔板对风道阻力影响降到最低；各导风支管(包括第一分支管12和第二分支管13)末端接入机舱特定风管或者特定出风口，具体形式不限。导风管外部用隔热材料进行保温处理。

本发明的机载空调风道及其导流系统由首段管段、中间各组成管段和尾段管段组成，附图1所示。经飞机环控系统调节后的新鲜空气，通过环控风口(第一进风口311)接入首段管段，在第一扰流板41作用下分别进入右侧导风腔和左侧导风腔，分别经右侧第一分支管12和左侧第一分支管12接入机舱。经飞机辅冷系统调节后的循环空气经过辅冷风口(第二进风口321)接入首段管段，该接口根据机载辅冷单元位置确定开口位置及朝向，第二进风风口经过渡风管接入主管段11内，经导第二扰流板42分割成左右对称独立的两个导风系统，分别经第二分支管13接入机舱，首段风管末端与下一风管相接，连接后气流可顺畅进入后续风管。

具体的，本实施例中的中间各组成管段经第二导风隔板分成对称两部分，风道经首段风管接入后在导风隔板左右下分别经右导风腔、右侧第二分支管13接入右侧机舱，和经过左导风腔、左第二分支管13接入左侧机舱。尾端管段仅包含左右两个导流支管，且主风道短、因此无需设置导风隔板。

为了便于理解首段管段，提供了附图5所示的风道横向剖视图，讲述工作过程中风道内空气的流动过程。经飞机环控系统调节后的新鲜空气，经第一进风口311接入后，在第一扰流板41作用下，分成左右对称两个独立风道，空气经左侧第一分支管12、通过第一出风口312接入左侧机舱对应风段或风口，空气经由侧第一分支管12、通过左侧第一出风口312接入右侧机舱对应风段或风口。经飞机辅冷空调系统调节后的循环空气，经第二进风口321接入风道后在第二扰流板42作用下，分成左右对称两个独立风道，空气经左侧第二分支管13接入左侧机舱对应风段或风口，空气经右侧第二分支管13接入右侧机舱对应风段或风口，经空气经第二进风口321接入后续风管入口。

第一扰流板41和第二扰流板42的初始段设计成V型迎风面，各导风支管与管段、风口与管段之间连接过渡平滑，以最大限度降低其对风阻的影响。各风管之间连接应顺畅可靠，风道内不应有阻碍空气流动的凸台或其他障碍物。左右对应导风支管及其风口大小形状一致，保持对称。管段外部需用绝热材料进行保温处理，导风隔板两侧需用隔热材料进行保温处理，处理方式包含但不限于贴海绵、刷保温图层等方法。

根据本发明的实施例二提供了一种空调系统，空调系统包括空调器和导风管，导风管的第一进风口311与空调器的出风部连通，导风管的第二进风口321用于通入室内空气，导风管上述实施例一提供的导风管。

根据本发明的实施例三提供了一种飞机，飞机包括机体和空调系统，空调系统设置在机体上，空调系统的导风管沿机体的延伸方向延伸，空调系统为上述实施例二提供的空调系统。

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：本发明采用同一导风管，完全独立的导流风道。能够使经环控系统调节后的新鲜空气、与经辅冷空调系统二次调节的循环空气自成系统，不相互接触，从而达到以下效果：因为两个不同温湿度气流不再混合，因此他们之间不会有直接接触，也就不会形成凝露，或者因凝露导致的水雾或冰雪产生。从而导风管无需排水除凝露结构，从而简化导风管结构，减小体积，降低重量，增大飞机有效使用空间。通过避免两股不同流速、流量的气流直接接触，也就避免了两股气流，尤其是流速差异巨大情况下因混合导致的混合不均匀和压力损失。从而大大降低导风管压差，从而降低风机选型的静压和功率。降低风机成本且能耗明显降低。导风管采用多段拼接形式、其中首段为风道导流端，中间由根据飞机机身长度采用数段相同风道拼接形式，尾端采用尾部风道。结构简单，无需锥面过渡，因此降低导风管的可靠性和成本。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

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)

1.一种导风管，其特征在于，包括：

管体(10)和分隔板(20)，所述分隔板(20)设置在所述管体(10)内，以通过所述分隔板(20)将所述管体(10)的流通通道分隔为相互独立的第一流通通道(31)和第二流通通道(32)；

其中，所述管体(10)具有相对设置的第一端和第二端，所述第一流通通道(31)具有第一进风口(311)和第一出风口(312)，所述第一进风口(311)位于所述管体(10)的第一端，所述第一出风口(312)位于所述管体(10)的第一端和所述管体(10)的第二端之间；

所述第二流通通道(32)具有第二进风口(321)和第二出风口(322)，所述第二进风口(321)与所述第一出风口(312)间隔设置，所述第二出风口(322)位于所述第二进风口(321)远离所述第一出风口(312)的一侧。

2.根据权利要求1所述的导风管，其特征在于，所述第一进风口(311)沿第一预设方向延伸，所述第二进风口(321)沿第二预设方向延伸，所述第一预设方向和所述第二预设方向呈预设角度连接。

3.根据权利要求1所述的导风管，其特征在于，所述管体(10)包括：

主管段(11)，所述主管段(11)为条形管结构，所述主管段(11)沿第三预设方向延伸，所述第一流通通道(31)的主通道和所述第二流通通道(32)的主通道均位于所述主管段(11)内，所述分隔板(20)位于所述主管段(11)内，所述主管段(11)的一端形成所述第一进风口(311)，所述第二进风口(321)位于所述主管段(11)的一端和所述主管段(11)的另一端之间；

第一分支管(12)，设置在所述主管段(11)的侧部，所述第一分支管(12)与所述主管段(11)呈第四预设角度连接，所述第一分支管(12)与所述第一流通通道(31)的主通道连通，所述第一分支管(12)的远离主管段(11)的一端形成所述第一出风口(312)。

4.根据权利要求3所述的导风管，其特征在于，所述第一分支管(12)为多个，多个所述第一分支管(12)间隔设置在所述主管段(11)的侧壁上。

5.根据权利要求3所述的导风管，其特征在于，所述第一分支管(12)为两个，两个所述第一分支管(12)相对所述主管段(11)对称设置，所述导风管还包括：

第一扰流板(41)，设置在所述第一流通通道(31)的主通道内，所述第一扰流板(41)沿所述主管段(11)的延伸方向延伸，一个所述第一分支管(12)位于所述第一扰流板(41)的一侧，另一个所述第一分支管(12)位于所述第一扰流板(41)的另一侧。

6.根据权利要求5所述的导风管，其特征在于，沿所述主管段(11)的延伸方向，所述第一扰流板(41)的扰流厚度逐渐增加。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的导风管，其特征在于，所述导风管还包括：

第二分支管(13)，设置在所述主管段(11)的侧部，所述第二分支管(13)与所述主管段(11)呈第五预设角度连接，所述第二分支管(13)与所述第二流通通道(32)的主通道连通，所述第二分支管(13)的远离所述主管段(11)的一端形成所述第二出风口(322)。

8.根据权利要求7所述的导风管，其特征在于，所述第二分支管(13)为多个，多个所述第二分支管(13)环向间隔设置在所述主管段(11)的侧部。

9.根据权利要求8所述的导风管，其特征在于，多个环向间隔设置的第二分支管(13)形成第二出风管组，多个所述第二出风管组沿所述主管段(11)的延伸方向间隔设置。

10.根据权利要求7所述的导风管，其特征在于，所述第二分支管(13)为两个，两个所述第二分支管(13)间隔设置在所述主管段(11)的侧壁上，所述导风管还包括：

第二扰流板(42)，设置在所述第二流通通道(32)的主通道内，所述第二扰流板(42)沿所述主管段(11)的延伸方向延伸，一个所述第二分支管(13)位于所述第二扰流板(42)的一侧，另一个所述第二分支管(13)位于所述第二扰流板(42)的另一侧。

11.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括：

空调器；

导风管，所述导风管的第一进风口(311)与所述空调器的出风部连通，所述导风管的第二进风口(321)用于通入室内空气，所述导风管为权利要求1至10中任一项所述的导风管。

12.一种飞机，其特征在于，所述飞机包括：

机体；

空调系统，设置在所述机体上，所述空调系统的导风管沿所述机体的延伸方向延伸，所述空调系统为权利要求11中所述的空调系统。

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