CN117780659A - 空气循环机、飞机空调及飞机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气循环机、飞机空调及飞机，其中空气循环机，包括：膨胀部，膨胀部包括温控外壳以及处于温控外壳的容置腔内的涡轮，温控外壳具有与容置腔连通的送风风道以及与送风风道连通的高温空气进口；送风风道内还设有搅拌混流组件，且搅拌混流组件处于高温空气进口远离膨胀部的一侧，搅拌混流组件包括搅拌叶轮，用于搅拌混合流经其的空气；温度检测部件，其温度检测头处于送风风道内，且处于搅拌叶轮远离膨胀部的一侧。本发明利用搅拌叶轮实现对送风风道内的高低温气流的充分混合，送风风道内流经的气流温度更加均匀，检测到的实时温度更加准确，进而能够保证送风风道送出的气流温度与温度控制目标值更加接近，从而提升了空调舒适性。

Description

空气循环机、飞机空调及飞机

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种空气循环机、飞机空调及飞机。

背景技术

现有技术中，多采用在相应的管路上设置感温包对管路内的流体介质进行测温，相应的控制部件在接收到管路内介质的实时温度后会根据相应的控制策略执行对应的操作，例如，针对传统的采用冷媒的空调，通常采用在压缩机的排气管铜管表面焊接感温包套管并安装感温包对温度进行测量，以此监测压缩机排气管的温度，调节压缩机频率，这是由于排气管径较小，冷媒流速较快，铜管外壁面温度与管内冷媒温度比较接近，因此温度测量会比较准确；但是对于流体介质的流通面积较大的工况例如空调器的出风管道，流体介质在管路截面的径向上的尺寸差异较大，流体在管路径向中心区域与边缘区域的温差较大，这导致前述在管壁上设置感温包检测温度的方式显然不够准确；为了能够提升感温包的温度检测精度，现有技术中采用将铂电阻温度传感器插入到管内测温的方式，如前所述，由于流体介质温度在管道径向上的分布不均，其测量的温度也不能真实的反馈出流体介质的真实温度。

具体而言，针对空气循环机，其首先将吸入其压缩部内的空气进行压缩后再将压缩后形成的高压空气引导至膨胀部内膨胀做功，形成低温空气经由其送风风道引导至调温空间(例如飞机机舱)，而为了提升送风风道送出的空气的舒适性，需要在该送风风道内引入一股高温空气与膨胀部送出的低温空气混合，以实现对空气循环机的送出空气气流的温度调整，而高温空气引入量的多少则需要设置相应的测温部件对送风风道的出风口附近的温度进行精确测量，而一般而言，前述送风风道的管径(流通面积尺寸)较大，其内空气介质的温度均匀性较差，因此，目前的测温方式导致获取的温度不准确，这导致了送风风道内的高温空气的引入量的控制不够准确，进而使得最终送出的空气温度偏离控制目标值较大，空调舒适性偏差。

发明内容

因此，本发明提供一种空气循环机、飞机空调及飞机，能够解决现有技术中对空气循环机的送风风道中空气介质的测温不够准确导致最终送出的空气温度偏离控制目标值较大，空调舒适性偏差的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种空气循环机，包括：

膨胀部，所述膨胀部包括温控外壳以及处于所述温控外壳的容置腔内的涡轮，所述温控外壳具有与所述容置腔连通的送风风道以及与所述送风风道连通的高温空气进口；

所述送风风道内还设有搅拌混流组件，且所述搅拌混流组件处于所述高温空气进口远离所述膨胀部的一侧，所述搅拌混流组件包括搅拌叶轮，用于搅拌混合流经其的空气；

温度检测部件，其温度检测头处于所述送风风道内，且处于所述搅拌叶轮远离所述膨胀部的一侧。

在一些实施方式中，

所述搅拌混流组件还包括驱动风轮，所述驱动风轮设置于所述搅拌叶轮靠近所述膨胀部一侧，所述驱动风轮通过传动杆与所述搅拌叶轮，所述搅拌叶轮的旋转轴线与所述传动杆的旋转轴线平行。

在一些实施方式中，

所述驱动风轮的旋转轴线与所述传动杆垂直，所述驱动风轮具有多个，多个所述驱动风轮套装于驱动轴上且各所述驱动风轮沿着所述驱动轴的轴向依次间隔设置。

在一些实施方式中，

所述驱动轴为蜗杆，所述传动杆的第一端套装有驱动涡轮，所述驱动涡轮与所述蜗杆啮合。

在一些实施方式中，

所述传动杆的第二端套装有第一齿轮，所述搅拌叶轮的转轴上套装有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

在一些实施方式中，

所述驱动风轮处于所述搅拌叶轮与所述高温空气进口之间。

在一些实施方式中，

所述送风风道内还设有整流板，所述整流板上构造有多个整流孔，所述整流板处于所述温度检测部件与所述搅拌叶轮之间。

在一些实施方式中，

所述整流板的外边缘与所述送风风道的内壁贴合。

本发明还提供一种飞机空调，包括上述的空气循环机。

本发明还提供一种飞机，包括上述的飞机空调。

本发明提供的一种空气循环机、飞机空调及飞机，具有以下有益效果：

通过在送风风道内设置搅拌混流组件，进而可以利用该搅拌混流组件具有的搅拌叶轮实现对送风风道内的高低温气流的充分混合，进而保证送风风道内流经的气流温度更加均匀(例如在送风风道的径向方向上内外温度更加均衡)，温度检测部件检测到的实时温度更加准确，进而能够保证送风风道送出的气流温度与温度控制目标值更加接近，从而提升了空调舒适性；

在送风通道内设置驱动风轮，该驱动风轮通过传动杆实现与搅拌叶轮的联动，当送风通道内送出气流时，气流将驱动驱动风轮旋转，旋转的驱动风轮进而带动搅拌叶轮旋转，无需针对搅拌叶轮单独配置相应的旋转驱动电机，而利用空气的流动实现对搅拌叶轮的自动力驱动，结构简单，降低设计及制造成本；前述驱动风轮在提供针对搅拌叶轮的驱动力的同时，还能够对流经其的气流进行打碎，在驱动风轮的下游(出风侧)形成湍流，使流体的高低温进行初步的混合，测量的温度更加准确；而进一步讲，本发明中的驱动风轮对气流实现一级混合，而搅拌叶轮则实现对气流的二级混合，温度混匀效果更佳；

将所述驱动风轮设置在高温空气进口进入的高温空气流动路径的下游，也即驱动风轮同时承受流经其的膨胀部送出的低温空气与高温空气进口送出的高温空气的驱动，空气气流的流量更大，这样更易于对驱动风轮的旋转驱动，进而保证下游的搅拌叶轮的旋转搅拌混合效果；

在搅拌叶轮的下游侧设置多孔的整流板，气流在搅拌叶轮的扭转后，形成的流场不稳定，通过整流板后能够降低气流的切向流速，通过整流板的气流更加均匀，进而在整流板的出风侧形成均匀的温度场，温度检测部件测量的温度更加真实准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明中实施例的空气循环机的送风风道的立体结构示意图；

图2为图1的左侧视图；

图3为图2中A-A的剖面图；

图4为图3中A处的局部放大图；

图5为图3中B处的局部放大图。

附图标记表示为：

1、送风风道；

21、搅拌叶轮；211、第二齿轮；22、驱动风轮；221、驱动轴；23、传动杆；231、驱动涡轮；232、第一齿轮；

3、温度检测部件；

4、整流板；41、整流孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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发明的范围。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。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明保护范围的限制；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发明保护范围的限制。

结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种空气循环机，包括：

膨胀部(图中未示出、未标引)、压缩部(图中未示出、未标引)，所述膨胀部包括温控外壳以及处于所述温控外壳的容置腔内的涡轮，压缩部也称为压机，用于将外部环境中的空气吸入其内并压缩形成高压气体，压缩部包括压缩蜗壳(图中未示出)以及处于压缩蜗壳内的压缩叶轮(图中未示出)，形成的高压气体通过压缩蜗壳的输出风道被输送至前述膨胀部，并在前述容置腔内膨胀降温形成温度较低的气流，所述温控外壳具有与所述容置腔连通的送风风道1以及与所述送风风道1连通的高温空气进口(图中未示出)，在前述容置腔内膨胀后形成的温度较低的气流将由前述送风风道1引导吹出，而前述高温空气进口具体为温度较高的空气，其被驱动送入前述送风风道1内与温度较低的气流混合从而使得送风风道1送出的气流温度更加合适，从而能够提升空气循环机的送风舒适性；

不同于现有技术的是，所述送风风道1内还设有搅拌混流组件(图中未标引)，且所述搅拌混流组件处于所述高温空气进口远离所述膨胀部的一侧，所述搅拌混流组件包括搅拌叶轮21，用于搅拌混合流经其的空气，从而使得在流经其的高低温气流能够形成扰动，使得送风风道1内的气流温度更加均匀；

温度检测部件3(例如量程以及测量精度皆满足需求的温度传感器)，其温度检测头处于所述送风风道1内，且处于所述搅拌叶轮21远离所述膨胀部的一侧，温度检测部件3的主体可以与送风风道1的壁体可拆卸连接。

该技术方案中，通过在送风风道1内设置搅拌混流组件，进而可以利用该搅拌混流组件具有的搅拌叶轮21实现对送风风道1内的高低温气流的充分混合，进而保证送风风道1内流经的气流温度更加均匀(例如在送风风道1的径向方向上内外温度更加均衡)，温度检测部件3检测到的实时温度更加准确，进而能够保证送风风道1送出的气流温度与温度控制目标值更加接近，从而提升了空调舒适性。

能够理解的是，在一种可行的实施例中，前述高温空气进口具体与相应的热气流源(这部分具体可以为飞机上的换热器的热风侧)连通，高温气流向高温空气进口处的输送可以由相应的风机以及管路实现，其不作为本发明的改进方面，此处不做赘述。

在一些实施方式中，所述搅拌混流组件还包括驱动风轮22，所述驱动风轮22设置于所述搅拌叶轮21靠近所述膨胀部一侧，所述驱动风轮22通过传动杆23与所述搅拌叶轮21，所述搅拌叶轮21的旋转轴线与所述传动杆23的旋转轴线平行。

该技术方案中，在送风通道1内设置驱动风轮22，该驱动风轮22通过传动杆23实现与搅拌叶轮21的联动，当送风通道1内送出气流时，气流将驱动驱动风轮22旋转，旋转的驱动风轮22进而带动搅拌叶轮21旋转，无需针对搅拌叶轮21单独配置相应的旋转驱动电机，而利用空气的流动实现对搅拌叶轮21的自动力驱动，结构简单，降低设计及制造成本。

值得特别说明的是，前述驱动风轮22在提供针对搅拌叶轮21的驱动力的同时，还能够对流经其的气流进行打碎，在驱动风轮22的下游(出风侧)形成湍流，使流体的高低温进行初步的混合，测量的温度更加准确。而进一步讲，本发明中的驱动风轮22对气流实现一级混合，而搅拌叶轮21则实现对气流的二级混合，温度混匀效果更佳。

在一个优选的实施例中，所述驱动风轮22的旋转轴线与所述传动杆23垂直，所述驱动风轮22具有多个，多个所述驱动风轮22套装于驱动轴221上且各所述驱动风轮22沿着所述驱动轴221的轴向依次间隔设置，也即，驱动风轮22的旋转轴线与送风风道1内的流向形成垂直，驱动风轮22同时在轴向上间隔设置多个，这样设计，有利于能够保证流经的空气对驱动风轮22的轻松驱动旋转，有效降低在气流流速较小时驱动风轮22难以被驱动旋转的几率。

能够理解的是，前述各驱动风轮22可以分别通过相应的键连接套装于驱动轴221上。

在一些实施方式中，所述驱动轴221为蜗杆，所述传动杆23的第一端套装有驱动涡轮231，所述驱动涡轮231与所述蜗杆啮合。

该技术方案中，通过蜗杆与驱动涡轮231两者之间的啮合，能够实现驱动轴221的旋转的可靠高效传递输出。

在一些实施方式中，所述传动杆23的第二端套装有第一齿轮232，所述搅拌叶轮21的转轴上套装有第二齿轮211，所述第一齿轮232与所述第二齿轮211啮合，前述的第一齿轮232及第二齿轮211具体可以分别采用直齿轮。

该技术方案中，通过第一齿轮232与第二齿轮211两者的齿啮合实现驱动风轮22对搅拌叶轮21的旋转驱动，可以通过选择不同的齿轮齿数实现传动比的调整，进而实现对搅拌叶轮21的旋转速度的调整。

在一个优选的实施例中，所述驱动风轮22处于所述搅拌叶轮21与所述高温空气进口之间，也即将所述驱动风轮22设置于高温空气进口的下游位置。

该技术方案中，将所述驱动风轮22设置在高温空气进口进入的高温空气流动路径的下游，也即驱动风轮22同时承受流经其的膨胀部送出的低温空气与高温空气进口送出的高温空气的驱动，空气气流的流量更大，这样更易于对驱动风轮22的旋转驱动，进而保证下游的搅拌叶轮21的旋转搅拌混合效果。

在另一个优选的实施例中，所述送风风道1内还设有整流板4，所述整流板4上构造有多个整流孔41，所述整流板4处于所述温度检测部件3与所述搅拌叶轮21之间。

该技术方案中，在搅拌叶轮21的下游侧设置多孔的整流板4，气流在搅拌叶轮21的扭转后，形成的流场不稳定，通过整流板4后能够降低气流的切向流速，通过整流板4的气流更加均匀，进而在整流板4的出风侧形成均匀的温度场，温度检测部件3测量的温度更加真实准确。也即本发明的整流板4能够增强送风风道1中气流在横截面上温度分布均匀性。

在一个优选的实施例中，所述整流板4的外边缘与所述送风风道1的内壁贴合，具体可以采用卡接或者螺纹连接等可拆卸的连接方式，便于内部各部件的装卸与维护，与内壁贴合能够防止气流贴壁穿过整流板4的外周边缘而未经整流。

本发明的技术方案中的相关结构简单、易于安装与维护。

根据本发明的实施例，还提供一种飞机空调，包括上述的空气循环机。

根据本发明的实施例，还提供一种飞机，包括上述的飞机空调。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空气循环机，其特征在于，包括：

膨胀部，所述膨胀部包括温控外壳以及处于所述温控外壳的容置腔内的涡轮，所述温控外壳具有与所述容置腔连通的送风风道(1)以及与所述送风风道(1)连通的高温空气进口；

所述送风风道(1)内还设有搅拌混流组件，且所述搅拌混流组件处于所述高温空气进口远离所述膨胀部的一侧，所述搅拌混流组件包括搅拌叶轮(21)，用于搅拌混合流经其的空气；

温度检测部件(3)，其温度检测头处于所述送风风道(1)内，且处于所述搅拌叶轮(21)远离所述膨胀部的一侧。

2.根据权利要求1所述的空气循环机，其特征在于，

所述搅拌混流组件还包括驱动风轮(22)，所述驱动风轮(22)设置于所述搅拌叶轮(21)靠近所述膨胀部一侧，所述驱动风轮(22)通过传动杆(23)与所述搅拌叶轮(21)，所述搅拌叶轮(21)的旋转轴线与所述传动杆(23)的旋转轴线平行。

3.根据权利要求2所述的空气循环机，其特征在于，

所述驱动风轮(22)的旋转轴线与所述传动杆(23)垂直，所述驱动风轮(22)具有多个，多个所述驱动风轮(22)套装于驱动轴(221)上且各所述驱动风轮(22)沿着所述驱动轴(221)的轴向依次间隔设置。

4.根据权利要求3所述的空气循环机，其特征在于，

所述驱动轴(221)为蜗杆，所述传动杆(23)的第一端套装有驱动涡轮(231)，所述驱动涡轮(231)与所述蜗杆啮合。

5.根据权利要求4所述的空气循环机，其特征在于，

所述传动杆(23)的第二端套装有第一齿轮(232)，所述搅拌叶轮(21)的转轴上套装有第二齿轮(211)，所述第一齿轮(232)与所述第二齿轮(211)啮合。

6.根据权利要求2所述的空气循环机，其特征在于，

所述驱动风轮(22)处于所述搅拌叶轮(21)与所述高温空气进口之间。

7.根据权利要求1所述的空气循环机，其特征在于，

所述送风风道(1)内还设有整流板(4)，所述整流板(4)上构造有多个整流孔(41)，所述整流板(4)处于所述温度检测部件(3)与所述搅拌叶轮(21)之间。

8.根据权利要求7所述的空气循环机，其特征在于，

所述整流板(4)的外边缘与所述送风风道(1)的内壁贴合。

9.一种飞机空调，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的空气循环机。

10.一种飞机，其特征在于，包括权利要求9所述的飞机空调。