[发明专利]用于混合新鲜空气和加热空气的设备以及该设备在飞行器通风系统中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混合新鲜空气和加热空气的设备，所述设备包括：新鲜空气进气口(32，42)；加热空气供应体(33，43)，其用于将加热空气(4)供应到所述设备(30，40)中；以及混合空气出气口(36，46)，其用于输送来自所述设备(30，40)的混合的新鲜空气和加热空气(6)，其中加热空气供应体(33，43)包括第一部分(35，45)和第二部分(37，47)，所述第一部分和第二部分构成对新鲜空气(2)的流阻，并且其中第二部分(37，47)形成为具有多个加热空气供应开口(38，48)的闭合中空体并在从加热空气的流动方向观察时位于第一部分(35，45)下游的端部处连接于所述第一部分(35，45)。本发明还涉及这种类型的设备在安装于飞行器的通风系统中的应用。从DE4208442A1已知具有权利要求1前序部分特征的混合设备。

背景技术

在现代民用、商用飞行器中，将飞行器机舱划分为应当/必需彼此独立地进行通风以及温度控制的多个区域。因此，例如可以根据飞行器机舱的不同区域中的乘客数量来进行温度控制。这种需求导致了对这些进行不同温度控制的区域中的每一个区域必需使得新鲜空气在供给到飞行器机舱之前与加热的气流混合，加热气流的量根据各个机舱区域中要达到的温度水平来调节。

以前的空气混合器，即用于混合新鲜空气和加热空气的设备，在混合过程中遇到的问题是飞行器机舱的空气供应管道中的压力损失明显增加。由于这些管道中的压力受到压力调节，所以混合新鲜空气和加热空气的过程作为压力调节方面的必须被最小化的扰动变量。另外，加热空气通常从钛合金管道供给到玻璃纤维增强塑料材料(GFRP复合材料)的新鲜空气管道中，并在新鲜空气管道中进行混合过程。在加热空气供给到新鲜空气管道中之前，当其温度处于大约200℃至260℃的范围时，由GFRP复合材料生产的新鲜空气管道便无法承受未混合的热气流的高温。因此，必需确保两种气流的有效混合以及与其相关的温度下降。另外，借助于安装在混合区下游的温度传感器来调节供给到机舱的空气供应管路中的加热空气质量流量。因此在位于混合区下游的空气供应管路中必需确保均匀温度分布，以便使传感器能够测量到混合气流的代表性温度。

混合过程通常在没有辅助体(图1)的情况下进行或者在具有简单形成的辅助体(图2)的情况下进行。在图1中图示出的空气混合器10的情况下，新鲜空气2通过进气开口12进入管道11并且在此处与通过供应开口14供应的加热空气4混合。混合空气6从空气混合器10的出气口16排出并供给到下游的飞行器机舱中。在这种情况下，测量混合空气6的温度的温度传感器18位于混合区的下游。图1的空气混合器10的缺点在于新鲜空气2和加热空气4混合不充分，尤其是当加热气流很小时。不充分混合会导致形成所谓“热点”，热点对于由GFRP复合材料制成的管道11来讲是不利的。

在图2中示出了具有辅助体24的空气混合器20。在该空气混合器20中，带孔的管道端件24侧向插入到管道21中。带孔的管道端件24包括多个加热空气供应开口25，加热空气4穿过加热空气供应开口25进入管道21中并在此处与通过进气口22进入的新鲜空气2混合。混合空气6通过出气口26从管道21排出。再次，借助于温度传感器28来测量混合空气6的温度。这种空气混合的缺点在于在混合区中经常发生较高的压力损失，这一方面是由于在带孔的管道端件24的区域中管道21过流断面减小所致，另一方面是由于进入该区域中的加热空气4的额外质量流量所致。因为在减小的过流断面的区域中流速高于具有较大过流断面的其它区域中的流速，所以在这种类型的区域中会使压力下降。另外，额外的加热空气质量流量4致使在带孔的管道端件24的区域中管道21内的压力下降。这种压力下降对于飞行器机舱的新鲜空气供应管路中的压力调节来讲是不利的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种设备，利用这种设备使得能够在压力损失低以及混合质量高的情况下执行新鲜空气和加热空气的混合过程，尤其是当大量的加热空气质量流与新鲜气流混合时。