CN208947614U - 一种用于飞机空调系统的空气混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于飞机空调系统的空气混合装置，其包括相交设置的主混合段和预混合段，预混合段具有成锐角设置的第一进风管和第二进风管，再循环空气和新鲜空气分别从第一进风管和第二进风管以相交的方式进入预混合段进行混合，之后混合空气经过弯曲的路径进入主混合段进行二次混合，以此方式进行混合，能够保证空气在较短的路径中混合良好，混合装置具有较小的体积。

Description

一种用于飞机空调系统的空气混合装置

技术领域

本实用新型涉及空气混合装置领域，尤其涉及一种用于飞机空调系统的空气混合装置。

背景技术

座舱通风系统是飞机的关键系统之一，主要用于为客舱和驾驶舱提供温度、压力、湿度合适的空气，以保证乘员具有舒适的客舱温度、压力环境和足够的新鲜空气。而空气混合装置是通风系统的关键部件，来自制冷组件的新鲜空气、来自座舱的循环再利用的再循环空气以及参与座舱温度控制的配平空气在混合装置中充分混合后供给座舱。再循环空气可以在合理的范围内减少飞机的代偿损失，而空气混合装置关系到新鲜空气、再循环空气、配平空气三种空气的混合比例能否实现，进而座舱空气的温度、压力、湿度等参数能否调节到合理的范围内。

空气混合装置的布置、几何形状、入口和出口管路布置取决于飞机上安装空间的限制，目前在飞机空调系统中使用的空气混合装置有几种，一种是简单的混合歧管，这种歧管一般与主管道的流通横截面一样，各种入口和出口的管道直接连接在混合歧管上，由于歧管流通横截面较小且一般长度较短，所以这种形式混合效果较差；一种是立式空气混合装置，这种混合装置一般的流通横截面为圆形或椭圆形，以直筒形直立安装于专门的混合器舱室内， A320/A340/A380/B737/B757/B777/B787等飞机均采用此种形式(具体见图1和图2)，但此类空气混合装置体积巨大，需有专门的舱室用来安装空气混合装置；还有一种是卧式空气混合装置，这种混合装置一般沿飞机航向水平安装，这种形式的混合器也多安装在客舱地板下专门的舱内(例如CRJ-700，见图3)，但专门用于混合器安装的舱室受货舱容积限制，混合器容积较小，从而这种形式混合效果较差。若空气混合装置需安装在客舱天花板顶部时，由于受客舱天花板高度限制，上述几种形式空气混合装置无法应用于天花板上方空间内。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种用于飞机空调系统的空气混合装置，该空气混合装置包括相交设置的主混合段和预混合段，预混合段具有成锐角设置的第一进风管和第二进风管，通过设置上述构造的空气混合装置，其具有较小体积，且具有良好的混合效果，尤其适于安装于较小空间内。

本实用新型是通过下列技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种用于飞机空调系统的空气混合装置，其为中空的管型结构，其包括：

主混合段，所述主混合段的前端设有通向舱室的通风管；

预混合段，所述预混合段与所述主混合段成角度设置，且所述预混合段的前端与所述主混合段的后端连通，所述预混合段的后端设有第一进风管，且靠近所述预混合段的后端的侧面设有第二进风管，所述第一进风管与所述第二进风管成角度设置，所述第一进风管与再循环空气管路或新鲜空气管路中的一个连通，所述第二进风管与所述再循环空气管路或所述新鲜空气管路中的另一个连通。

较佳地，所述第一进风管的中心轴线平行于所述第二进风管的中心轴线。

较佳地，所述通风管的侧面设有与配平管路连通的配平开口。

较佳地，所述第一进风管和所述第二进风管均设有多个。

较佳地，所述第一进风管的数量和所述第二进风管的数量相同，且一个所述第一进风管和一个所述第二进风管成对设置，成对设置中的所述第一进风管的所述中心轴线与所述第二进风管的中心轴线位于同一平面。

较佳地，所述空气混合装置的截面呈椭圆形或长方形或长圆形。

较佳地，所述第一进风管与所述再循环空气管路连通，所述第二进风管与所述新鲜空气管路连通，且所述第二进风管的管径大于所述第一进风管的管径。

较佳地，所述通风管内设有呈L型，第一端封闭、第二端开口的弯管，其具有中心轴线与所述通风管的中心轴线平行或重合的第一段和与所述配平管路连通的第二段，所述第一段的周向管壁设有多个通孔，其中所述弯管的第一端位于所述第一段的端部。

较佳地，所述主混合段的出口处设有挡水板，且所述挡水板与所述通风管的入口部分重合从而挡住通往所述通风管的空气中的部分水分。

较佳地，所述主混合段还设有用于排出所述主混合段内的水分的第一排水孔，所述排水孔临近所述挡水板。

较佳地，所述第一进风管的中心轴线与所述第二进风管的中心轴线所形成的平面与所述预混合段的中心轴线平行，或者所述预混合段的中心轴线位于所述第一进风管的中心轴线与所述第二进风管的中心轴线所形成的所述平面。

较佳地，所述预混合段的后端设有用于排出所述预混合段内的水分的第二排水孔。

较佳地，所述主混合段的侧面与个人通风管路连通。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的空气混合装置包括相交设置的主混合段和预混合段，预混合段具有成锐角设置的第一进风管和第二进风管，再循环空气和新鲜空气分别从第一进风管和第二进风管以相交的方式进入预混合段进行混合，之后混合空气经过弯曲的路径进入主混合段进行二次混合，以此方式进行混合，能够保证空气在较短的路径中混合良好，混合装置具有较小的体积。

附图说明

图1为现有技术中运用于A320等机型的立式混合装置的立体示意图。

图2为现有技术中运用于B737等机型的立式混合装置的立体示意图。

图3为现有技术中运用于CRJ190等机型的卧式混合装置的立体示意图。

图4为本实用新型一较佳实施例的用于飞机空调系统的空气混合装置的立体示意图。

图5为另一角度的空气混合装置的立体示意图。

图6为图4的正视图。

图7为图4的右视图。

图8为图4的俯视图。

图9为示出一优选实施例的空气混合装置的内部结构的图4的后视图。

图10为示出一优选实施例的空气混合装置的内部结构的图4的正视图。

图11为示出一优选实施例的空气混合装置的弯管的立体示意图。

图12为另一角度的弯管的立体示意图。

附图标记说明

1：用于飞机空调系统的空气混合装置

2：主混合段

3：预混合段

4：第一进风管

5：第二进风管

6：通风管

61：客舱通风管路

62：驾驶舱通风管路

7：弯管

8：通孔

9：个人通风管路

10：第一排水孔

11：第二排水孔

12：挡水板

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本实用新型的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本实用新型的限制，任何的其他类似情形也都落入本实用新型的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“横向”、“纵向”、“水平”等，参考附图中描述的方向使用，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

本实用新型的用于飞机空调系统的空气混合装置1，其为中空的管型结构，其包括相交设置的主混合段2和预混合段3。预混合段3 具有成角度设置的第一进风管4和第二进风管5，图示为锐角。再循环空气和新鲜空气分别从第一进风管4和第二进风管5以相交的方式进入预混合段3进行预混合，之后混合空气经过弯曲的路径进入主混合段2进行二次混合，以此方式进行混合，能够保证空气在较短的路径中混合良好，混合装置1具有较小的体积。

具体地，如图4-12所示，在一优选实施例中，主混合段2水平设置，且前端设有通向舱室的通风管6。预混合段3与主混合段2连通，在图4-10所示的实施例中，预混合段3设置成与主混合段2成一定角度，由此形成大致的L型。预混合段3的后端设有与再循环空气进风管路连通的第一进风管4，且侧面高于第一进风管4入口的位置设有与新鲜空气管路连通的第二进风管5。第一进风管4与第二进风管5成优选为15°-45°的锐角设置。新鲜空气管路连通制冷组件，再循环空气进风管路与客舱、驾驶舱等连通。由于第一进风管4与第二进风管5成锐角设置，因而新鲜空气和再循环空气气流从基本交叉的方向进入预混合段3，并在预混合段3内彼此冲击而预混合。预混合完成的混合空气此后从预混合段3经过弯曲的路径进入主混合段2进行二次混合。由于新鲜空气与再循环空气以成锐角的路径进入预混合段 3，因而在预混合段3即进行相互冲击碰撞，进行良好的预混合，而且新鲜空气通过第二进风管5进入以与预混合段3成锐角的方式向上流通带走冷空气，有助于避免冰在预混合段3的底部聚集。同时，预混合段3与主混合段2成90°设置，预混合后的混合空气能够在拐角处和主混合段2进一步混合，从而保证在本实用新型的混合装置1中，各种空气具有最优的空气混合方式和流通路径，能够保证混合装置1 在具有较小体积的同时，还具有良好的混合效果。此外，可以理解的是，初步混合的空气从预混合段3进入主混合段2过程中，其经过了弯折部分，因而可以一方面在弯折部分降低混合空气的流速，另一方面，使得混合空气流动方向的长度加长，即混合空气的混合流程加长，这些都有利于冷的新鲜空气与暖的再循环空气在混合器内更充分的混合；此外，主混合段2与预混合段3的转折，使得冷的新鲜空气与暖的再循环空气混合过程中产生的大部分冷凝水不会聚集在混合器内，而是流到预混合段3的底部区域并从底部排水口排出，剩余冷凝水被主混合段2出口的挡板收集在主混合段2底部。

通风管6可设置多个，在图4-5、7-8示出的实施例中，其设有两个通风管6，通风管6分别包括通向客舱的客舱通风管路61，以及通向驾驶舱的驾驶舱通风管路62。可以理解的是，还可设置更多的通风管6。为了匹配客舱、驾驶舱所需通风量，客舱通风管路61的横截面积大于驾驶舱通风管路62的横截面积。

在一较佳实施例中，可将第一进风管4的中心轴线设置成与第二进风管5的中心轴线相互平行。将第一进风管4与第二进风管5的中心轴线设置成相互平行有助于由不同管路进入的新鲜空气与再循环空气能够在预混合段3内获得均衡的混合效果。在一更优选的实施例中，靠近预混合段3的宽度方向(即图4中垂直于中心线A-A、B-B 所形成的第一平面的方向)的两侧的第一进风管4、第二进风管5(图 4仅示出了其中一侧的，成对设置且紧靠标示“3”的第一进风管4、第二进风管5，其对应于图6正视图中的第一进风管4、第二进风管5；对于另一侧，图4仅示出了其成对设置中的，位于下方的标示“B”左侧的第一进风管4)的中心轴线均设置成与预混合段3的中心线B-B 平行或重合。以此，可以保证无需从空气混合装置1的宽度方向安装相应管路，保证在宽度方向的空间有限的情况下，可以方便地安装管路。

在一较佳实施例中，通风管6的侧面设有与配平管路连通的配平开口。配平开口可优选地设置在通风管6轴线方向的中心位置。高温热空气被引入通风管6内与混合空气混合，从而提高混合空气的温度。

在一较佳实施例中，如图4-5、9-12所示，通风管6内设有呈L 型，且第一端封闭、第二端开口的弯管7，其包括中心轴线与通风管 6的中心轴线平行或重合的第一段，以及与配平管路连通的第二段，第一段的管壁设有多个通孔8，其中弯管7的封闭的第一端位于第一段的端部。弯管7的第二段可通过焊接等形式固定于上述配平开口。为了便于连接配平管路，第二段优选地从通风管6的侧面突出。为了保证混合效果，第一段的中心轴线优选地设置成与通风管6的中心轴线重合，弯管7的通孔8也设置成均匀地布置在第一段上，高温热空气由此可以从弯管7的第一段的各个通孔8均匀地沿径向向外流出，与混合空气进行均匀地混合。

在一较佳实施例中，第一进风管4和第二进风管5均设有多个。在这种情况下，混合装置1可以与不同的制冷组件、不同舱室连通，以将不同的新鲜空气、循环空气引入混合装置1内。优选地，如图4-8 所示，第一进风管4、第二进风管5可以均设为两个。

第一进风管4和第二进风管5的数量可以设置成不同，也可以设置成相同。在一较佳实施例中，如图4-5、7-8所示，第一进风管4 的数量和第二进风管5的数量可以设置成相同，在此情况下，一个第一进风管4和一个第二进风管5组成一对，成对设置中的第一进风管4的中心轴线与第二进风管5的中心轴线位于同一平面。由此，每个第一进风管4都能与对应的一个第二进风管5直接相对，各自的新鲜空气都能与对应的再循环空气直接相互撞击混合，从而在预混合段3 内获得最优的混合效果。在分别装有多个第一进风管4、多个第二进风管5的情况下，成对设置的第一进风管4和第二进风管5各自的中心轴线形成的平面优选地设置成与预混合段3的中心轴线平行或重合。在仅装有一个进风管和一个第二进风管5的情况下，预混合段3 的中心轴线优选地设置成位于成对设置的第一进风管4和第二进风管5各自的中心轴线形成的平面中。

在一优选实施例中，如图4-8所示，空气混合装置1的截面被设置成椭圆形。可替代地，空气混合装置1的截面也可以设置成长方形或长圆形等形状。

一般情况下，空调系统所需的新鲜空气量大于再循环空气量，因此，可将第一进风管4设为与再循环空气管路连通，第二进风管5设为与新鲜空气管路。再循环空气的流速较慢，如图4-8所示，可将第一进风管4设在预混合段3的后端，避免再循环空气很快地冲向主混合段2；而将第二进风管5设在预混合段3的侧面，使得新鲜空气从新鲜空气管路进入预混合段3内部的过程中，经历曲折的路线，降低了流速，提高混合质量。此外，可以进一步将第二进风管5的管径设成大于第一进风管4的管径，以此，可以保证混合装置1中，由制冷组件提供的新鲜空气的量大于再循环空气的量。

在一优选实施例中，如图4-8所示，主混合段2的侧面与个人通风管路9连通。混合空气在主混合段2内混合均匀后，直接用于个人通风。

在一优选实施例中，如图9-10所示，主混合段2的出口处设有挡水板12。挡水板12与通风管6的入口部分重合从而挡住通往通风管 6的空气中的部分水分。优选地，如图6、8-9所示，主混合段2在临近挡水板12的位置还设有用于排出主混合段2内的水分的第一排水孔10。挡水板将部分水分截止后，水可以从第一排水孔10流出。挡水板可通过焊接或粘接的形式固定于主混合段2的内周面的底部。挡水板12可以是平板结构，也可以是如图9所示的，其大致为平板结构，所不同的是，其顶部朝远离通风管6的方向翘曲。

类似的，如图7-8所示，在预混合段3的后端也可一第二排水孔 11，用于排出预混合段3内的水分。

可以理解的是，上述各优选条件并非并列选择项，各优选条件可任意组合得到本实用新型的各较佳实例。此外，在上述描述的实施例中，其仅代表了本实用新型的部分构造设计，本实用新型的混合装置 1还可以采用其他形式的构造设计。例如，预混合段3可以设置成与所述主混合段2成90°-125°之间的其他任何角度，如95°、100°、 120°、125°等等。

第一进风管4和第二进风管5也可以互换位置，也即，第二进风管5设置于预混合段3的后端，第一进风管4设置于预混合段3的侧面。在分别设定多个第一进风管4、第二进风管5的情况下，也可以将部分第一进风管4设置在预混合段3的后端，部分第一进风管4设置在预混合段3的侧面，第二进风管5与第一进风管4相对地设置，从而成对以保证二者内部的新鲜空气与再循环空气直接碰撞混合。优选地，将所有第一进风管4设在预混合段3的后端或者预混合段3的侧面，对应地将所有第二进风管5设在预混合段3的侧面或者预混合段3的后端，以避免新鲜空气倒灌进入第一进风管4，再循环空气倒灌进入第二进风管5。

第一进风管4和第二进风管5之间的角度也可设置成0°-90°区间的其他锐角。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于飞机空调系统的空气混合装置，其为中空的管型结构，其特征在于，其包括：

主混合段，所述主混合段的前端设有通向舱室的通风管；

预混合段，所述预混合段与所述主混合段成角度设置，且所述预混合段的前端与所述主混合段的后端连通，所述预混合段的后端设有第一进风管，且靠近所述预混合段的后端的侧面设有第二进风管，所述第一进风管与所述第二进风管成角度设置，所述第一进风管与再循环空气管路或新鲜空气管路中的一个连通，所述第二进风管与所述再循环空气管路或所述新鲜空气管路中的另一个连通。

2.如权利要求1所述的空气混合装置，其特征在于，所述第一进风管的中心轴线平行于所述第二进风管的中心轴线。

3.如权利要求1所述的空气混合装置，其特征在于，所述通风管的侧面设有与配平管路连通的配平开口。

4.如权利要求2所述的空气混合装置，其特征在于，所述第一进风管和所述第二进风管均设有多个。

5.如权利要求4所述的空气混合装置，其特征在于，所述第一进风管的数量和所述第二进风管的数量相同，且一个所述第一进风管和一个所述第二进风管成对设置，成对设置中的所述第一进风管的所述中心轴线与所述第二进风管的中心轴线位于同一平面。

6.如权利要求1-5中任一项所述的空气混合装置，其特征在于，所述空气混合装置的截面呈椭圆形或长方形或长圆形。

7.如权利要求5所述的空气混合装置，其特征在于，所述第一进风管与所述再循环空气管路连通，所述第二进风管与所述新鲜空气管路连通，且所述第二进风管的管径大于所述第一进风管的管径。

8.如权利要求3所述的空气混合装置，其特征在于，所述通风管内设有呈L型，第一端封闭、第二端开口的弯管，其具有中心轴线与所述通风管的中心轴线平行或重合的第一段和与所述配平管路连通的第二段，所述第一段的周向管壁设有多个通孔，其中所述弯管的第一端位于所述第一段的端部。

9.如权利要求3所述的空气混合装置，其特征在于，所述主混合段的出口处设有挡水板，且所述挡水板与所述通风管的入口部分重合从而挡住通往所述通风管的空气中的部分水分。

10.如权利要求9所述的空气混合装置，其特征在于，所述主混合段还设有用于排出所述主混合段内的水分的第一排水孔，所述第一排水孔临近所述挡水板。

11.如权利要求3所述的空气混合装置，其特征在于，所述第一进风管的中心轴线与所述第二进风管的中心轴线所形成的平面与所述预混合段的中心轴线平行，或者所述预混合段的中心轴线位于所述第一进风管的中心轴线与所述第二进风管的中心轴线所形成的所述平面。

12.如权利要求1所述的空气混合装置，其特征在于，所述预混合段的后端设有用于排出所述预混合段内的水分的第二排水孔。

13.如权利要求1所述的空气混合装置，其特征在于，所述主混合段的侧面与个人通风管路连通。