用于飛機空調系統的混合器組件的制作方法

專利名稱：用于飛機空調系統的混合器組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于飛機空調系統的混合器組件、操作這種混合器組件的方法以及裝備有這種混合器組件的飛機空調系統。
背景技術：
在現代客機中，客艙或客艙的附屬區域、貨艙或貨艙的附屬區域、駕駛艙和機務人員休息區形成各種空調區，這些空調區通常在飛機的航行期間和滑行期間均通過飛機的空調系統進行空調。熱引氣在升高的壓力下從發動機壓縮機或輔助發動機壓縮機被移除，并被供應到飛機的空調系統。在飛機空調系統的空調單元(所謂的空調機組中)，該引氣被膨脹并被冷卻到期望的低溫。最后，在空調單元中受到調節的空氣被作為冷卻了的新鮮空氣輸送到該空調系統的主要新鮮空氣管線中。流過主要新鮮空氣管線的新鮮空氣被輸送到混合器中，而在混合器中與從客艙中抽出的再循環空氣混合。在混合器中產生的來自空調機組提供的冷新鮮空氣與從客艙抽出的再循環空氣的混合空氣，最后被用于空調飛機的各種空調區。從DE 4425871C1已知一種用于空氣調節具有兩個艙位(一個被設置在另一個上方)的飛機的空調系統，其中從上艙排放的再循環空氣首先被供應到預混合器，在預混合器中與冷的新鮮空氣混合。來自預混合器的預混合空氣被輸送到主混合器中，在主混合器中與直接從下艙排放的再循環空氣以及與來自空調機組的其他冷的新鮮空氣混合。目前在飛機空調系統中使用的主混合器均通過合適的連接部被連接到多個管道系統，取決于飛機的工作狀態，空氣以不同的流動速率并以不同的溫度流過該管道系統。然而，連接部和管道系統的布置、幾何形狀和路線通常僅可針對一種工作狀態被優化，即一個流動速率和一個溫度。而且，飛機上安裝空間的限制此外影響連接部和管道系統的幾何形狀和路線。取決于通過管道系統供應到混合器組件的空氣的流動速率和溫度，因此在混合器內可能出現溫差，從而可能由此而出現混合質量的變化，其中特別是，與氣流的失效關聯的故障情形可顯著地降低混合質量。冷氣流和暖氣流在混合器中的不充分混合的結果是，使其難于或者甚至不可能為混合器的所有空氣出口供應具有期望的相同溫度并具有期望的相同新鮮空氣/再循環空氣比的空氣。這可導致舒適度的喪失，并且還導致新鮮空氣不均勻地供應到位于飛機上的人員。此外，在空調系統的工作環境下，空調系統中冷的新鮮空氣以低于o°c的溫度被供應到混合器，供應到混合器的冷的新鮮空氣與暖的再循環空氣的不充分混合，可能由于包含在新鮮空氣中的水分而導致冰和雪附著在混合器中或附著在連接到混合器的管道系統中。

發明內容
本發明專注的目的表明一種用于飛機空調系統的混合器組件，該混合器組件能夠使供應到該混合器組件的暖氣流和冷氣流均勻混合。本發明進一步適合的目的在于提供一種操作這種混合器組件的方法以及一種裝備有這種混合器組件的飛機空調系統。
該目的通過一種具有權利要求I的特征的用于飛機空調系統的混合器組件、一種具有權利要求9的特征的操作用于飛機空調系統的混合器組件的方法以及一種具有權利要求15的特征的飛機空調系統而實現。根據本發明的適用于飛機空調系統的混合器組件包括多個新鮮空氣管線，該多個新鮮空氣管線適于在混合器組件工作期間被冷的新鮮空氣流過。流過新鮮空氣管線的新鮮空氣可由飛機空調系統的一個或多個空調單元產生。根據本發明的混合器組件進一步包括多個再循環空氣管線，該多個再循環空氣管線適于在混合器組件工作期間被從飛機客艙排放的再循環空氣流過。流過再循環空氣管線的再循環空氣可借助設置在再循環空氣管線中的適合的輸送裝置被輸送到飛機客艙外，混合器組件的第一預混合器被連接到至少一個新鮮空氣管線和至少一個再循環空氣管線，并適于將通過新鮮空氣管線輸送到第一預混合器中的新鮮空氣和通過再循環空氣管線輸送到第一預混合器中的再循環空氣混合。以類似的方式，連接到至少一個新鮮空氣管線和至少一個再循環空氣管線的第二預混合器適于將通過新鮮空氣管線輸送到第二 預混合器中的新鮮空氣和通過再循環空氣管線輸送到第二預混合器中的再循環空氣混合。最后，主混合器被提供，該主混合器通過第一預混合空氣管線被連接到第一預混合器，并通過第二預混合空氣管線被連接到第二預混合器。主混合器適于通過第一預混合空氣管線和第二預混合空氣管線被專門供應有來自第一預混合器和/或第二預混合器的預混合空氣。換言之，既不是未預混合的冷的新鮮空氣也不是未預混合的暖的再循環空氣，而是專門來自第一預混合器和/或第二預混合器的預混合空氣被供應到根據本發明的混合器組件的主混合器。因此，根據本發明的混合器組件為整體兩級構造，即供應到混合器組件的所有氣流在被供應到主混合器之前在預混合器之一中被首先處理。就供應到主混合器的預混合氣流的溫度和流動速率而言，供應到主混合器的預混合氣流可被彼此獨立地控制。以這種方式，在空調單元中產生冷的新鮮空氣所需要的熱發動機引氣的消耗可被優化。此外，預混合氣流的始終一致的供應使主混合器中出現的溫差降至最低，因此主混合器中的混合質量對供應到主混合器的預混合氣流的流動速率和溫度的變化不是非常敏感。因此，根據本發明的混合器組件以不依賴于飛機空調系統的工作環境，即不依賴于供應到混合器組件的氣流的流動速率和/或溫度的變化而可實現恒定的混合量這一事實而令人矚目。這甚至適用于與氣流的失效關聯的故障情形，即利用根據本發明的混合器組件，即使發生這種故障，仍然能夠實現滿意的混合質量。根據本發明的混合器組件的進一步的優點在于，通過供應到混合器組件的冷的新鮮空氣與暖的再循環空氣的均勻混合，能可靠地防止由供應到混合器組件的氣流的不充分混合引起的冰和雪在混合器組件或在連接到混合器組件的管道系統中的附著。最后，根據本發明的混合器組件的主混合器僅被連接到預混合空氣管線，因此可具有更少的空氣連接部，并且可為占用更少安裝空間的更簡單的設計。優選地，用于過濾流過再循環空氣管線的再循環空氣的過濾裝置被設置在再循環空氣管線的至少一個中。優選地，每個再循環空氣管線被提供有用于過濾流過再循環空氣管線的再循環空氣的過濾裝置。過濾裝置優選被設置在再循環空氣管線的入口區域中，由此可確保從飛機客艙排放的再循環空氣在流過再循環空氣管線之前被過濾。在現有技術的混合器組件中，如果用于將再循環空氣輸送到飛機客艙外的輸送裝置失效，仍在起作用的輸送裝置不得不接管由失效的輸送裝置在混合器組件正常工作期間輸送到飛機客艙外的再循環容積流量的輸送。這意味著，如果設置于例如第一再循環空氣管線中的第一輸送裝置發生失效，則設置在例如第二再循環空氣管線中的第二輸送裝置額外地將由第一輸送裝置在混合器組件的正常工作期間通過第一再循環空氣管線輸送的再循環容積流量輸送通過第二再循環空氣管線，并由此通過設置在第二再循環空氣管線中的第二過濾裝置。因此結果是，通過第二過濾裝置的壓力損失明顯比混合器組件正常工作期間的高，這對于第二輸送裝置的工作性能具有消極的影響。因此，根據本發明的混合器組件優選包括第一連接管線，該第一連接管線在設置于第一再循環空氣管線中的第一過濾裝置下游從第一再循環空氣管線岔開，并在設置于第二再循環空氣管線中的第二過濾裝置下游通向第二再循環空氣管線。例如，第一連接管線可在設置于第一再循環空氣管線中的第一輸送裝置上游從第一再循環空氣管線岔開，并在設置于第二再循環空氣管線中的第二輸送裝置上游通向第二再循環空氣管線。
考慮到混合器組件的這種開發，如果第一輸送裝置發生失效，再循環空氣可由仍完好無損的第二輸送裝置輸送通過設置在第一再循環空氣管線中的第一過濾裝置、通過第一再循環空氣管線并最后通過第一連接管線而輸送到第二再循環空氣管線中。以類似的方式，如果第二輸送裝置發生失效，再循環空氣可由仍完好無損的第一輸送裝置輸送通過設置在第二再循環空氣管線中第二過濾裝置、通過第二再循環管線并最后通過第一連接管線而輸送到第一再循環空氣管線中。因而，即使輸送裝置發生失效，再循環空氣可被均勻地輸送通過第一過濾裝置和第二過濾裝置而輸送到第一再循環空氣管線和第二再循環空氣管線中，由此通過過濾裝置的壓力損失可以有利的方式被降至最低。根據本發明的混合器組件可進一步包括第二連接管線，該第二連接管線在設置于第一再循環空氣管線中的第一輸送裝置下游從第一再循環空氣管線岔開，并在設置于第二再循環空氣管線中的第二輸送裝置下游通向第二再循環空氣管線。考慮到混合器組件的這種配置，如果第一輸送裝置發生失效，由仍完好無損的第二輸送裝置通過第一過濾裝置、第一再循環空氣管線和第一連接管線輸送到第二再循環空氣管線中的再循環空氣，可通過失效的第一輸送裝置下游的第二連接管線被輸送回到第一再循環空氣管線中，并從那里被供應到第一預混合器。以類似的方式，如果第二輸送裝置發生失效，由仍完好無損的第一輸送裝置通過第二過濾裝置、第二再循環空氣管線和第一連接管線輸送到第一再循環空氣管線中的再循環空氣，可通過失效的第二輸送裝置下游的第二連接管線被輸送到第二再循環空氣管線中，并從那里被供應到第二預混合器中。在根據本發明的混合器組件的替代實施例中，第一再循環空氣管線和第二再循環空氣管線優選通向匯合管線，該匯合管線經由第一分支管線被連接到第一預混合器并經由第二分支管線被連接到第二預混合器。匯合管線優選在其長度的一部分上包括適于運送相互平行流動的兩個匯合管線部分，其中第一輸送裝置可被設置在第一匯合管線部分中，并且第二輸送裝置可被設置在第二匯合管線部分中。考慮到混合器組件的這種配置，如果第一輸送裝置發生失效，仍完好無損的第二輸送裝置可通過第一過濾裝置和第一再循環空氣管線將再循環空氣輸送到匯合管線中。流過匯合管線的再循環空氣隨后可借助第一分支管線和第二分支管線在第一預混合器與第二預混合器之間進行分配。以類似的方式，如果第二輸送裝置發生失效，仍完好無損的第一輸送裝置可通過第二過濾裝置和第二再循環空氣管線將再循環空氣輸送到匯合管線中，并隨后將流過匯合管線的再循環空氣經由第一分支管線和第二分支管線供應到第一預混合器和第二預混合器。由于通過兩個過濾裝置的恒定流動，確保第一過濾裝置和第二過濾裝置即使在第一輸送裝置和/或第二輸送裝置發生失效時仍被均勻地加載，并由此被均勻地阻塞。這在第一輸送裝置或第二輸送裝置發生失效時借助仍完好無損的輸送裝置實現了輸送到飛機客艙外的再循環容積流量的進一步均衡。此外，第一輸送裝置和第二輸送裝置可在相同的操作點被操作。第一預混合器可被配置為管狀混合器的形式。可替代地或除此之外，第二預混合器可被配置為管狀混合器的形式。第一預混合器的新鮮空氣管線連接部和再循環空氣連接部可被設置為使得，暖的再循環空氣以大約45°至90°的角度被供應到流過第一預混合器的冷的新鮮氣流。可替代地或除此之外，第二預混合器的新鮮空氣管線連接部和再循環 空氣連接部可被設置為使得，暖的再循環空氣以大約45°至90°的角度被供應到流過第二預混合器的冷的新鮮氣流。第一預混合器和/或第二預混合器的新鮮空氣管線連接部可具有比第一預混合器和/或第二預混合器的設置在新鮮空氣管線連接部下游的預混合部分小的流動橫截面。換言之，第一預混合器和/或第二預混合器的新鮮空氣連接部可被設計為噴嘴的形式，其將高流速的冷的新鮮空氣供應到第一預混合器和/或第二預混合器的預混合部分。于是冷的新鮮氣流用作噴射器，因此在預混合部分中出現的壓力損失可被降到最低。這能夠減少用于將再循環氣流輸送到預混合器中的輸送裝置。如果新鮮空氣管線連接部為兩部分構造并且形成新鮮空氣管線連接部的兩個分連接部具有更小的流動橫截面，則新鮮空氣連接部的噴嘴效果可被進一步改善。為了控制流過第一預混合器和/或第二預混合器的再循環空氣管線連接部的再循環氣流，可在第一預混合器和/或第二預混合器的再循環空氣管線連接部中設置有流動控制裝置。該流動控制裝置可包括至少一個流動控制楔，該至少一個流動控制楔的橫截面沿通過再循環空氣管線連接部的再循環空氣的流動方向變寬。再循環空氣管線連接部中布置有流動控制楔導致形成暖旁流，暖旁流將自身定位為圍繞通過新鮮空氣管線連接部供應到預混合器中的冷的新鮮氣流，并由此防止預混合器的結冰。再循環空氣管線連接部中布置有兩個或更多流動控制楔實現了相對于彼此成大約45°至90°的角度定向的交替的冷氣流和暖氣流的分層的產生，這進一步改善預混合器的混合效果。可替代地或除此之外，流動控制裝置可被設置在第一預混合器和/或第二預混合器的新鮮空氣管線連接部中。同樣地，流動控制裝置可包括至少一個流動控制楔，該至少一個流動控制楔的橫截面沿通過新鮮空氣管線連接部的新鮮空氣的流動方向變寬。在新鮮空氣管線連接部中布置有一個流動控制楔或多個流動控制楔實現了混合層的擴大，并由此改善預混合器的混合效果。根據本發明的混合器組件的主混合器可包括第一預混合空氣連接部和第二預混合空氣連接部，第一預混合空氣連接部和第二預混合空氣連接部被設置為使得，來自第一預混合器和第二預混合器的預混合氣流從基本上相反的方向被供應到主混合器，并在主混合器的混合部分中彼此相撞。主混合器的第一預混合空氣連接部和第二預混合空氣連接部可具有相同或不同的流動橫截面。然而，即使第一預混合空氣連接部和第二預混合空氣連接部的流動橫截面不同，主混合器的“對稱”構造也實現了主混合器的部件的簡化邏輯控制。主混合器的第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部可具有基本上沿橢圓形路徑的路線。由于這種流動路線，預混合氣流以正角稍微向上被供應到主混合器。這有助于實現冰和/或雪不在主混合器的底部的區域中聚集而是被氣流卷走并在該過程中被融化的效果。可在主混合器的第一預混合空氣連接部中設置有流動控制裝置。除此以外或可替代地，流動控制控制裝置可被設置在主混合器的第二預混合空氣連接部中。流動控制裝置可包括至少一個流動控制楔，該至少一個流動控制楔的橫截面沿通過第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部的預混合空氣的流動方向變寬。由于在主混合器的第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部中布置有流動控制裝置，主混合器的混合效果可被進一步改善。
根據本發明的混合器組件的新鮮空氣管線優選被設計為基本上沒有偏斜。同樣地，第一預混合空氣管線和/或第二預混合空氣管線優選被設計為基本上沒有偏斜。這種管線設計使結冰的風險降至最低。而且，允許從第一新鮮空氣管線和/或第二新鮮空氣管線和/或從第一預混合空氣管線和/或第二預混合空氣管線轉移冷空氣(該冷空氣例如針對預混合器的工作和/或主混合器的操作無關的駕駛室的新鮮空氣供應是所需要的)，而不在相應管線連接點處增加結冰的風險。在根據本發明的操作用于飛機空調系統的混合器組件的方法中，例如由一個空調單元或多個空調單元產生的冷的新鮮空氣被輸送通過多個新鮮空氣管線。此外，例如借助一個輸送裝置或多個輸送裝置從飛機客艙排放的再循環空氣被輸送通過多個再循環空氣管線。來自至少一個新鮮空氣管線的新鮮空氣與來自至少一個再循環空氣管線的再循環空氣在第一預混合器中預混合。而且，來自至少一個新鮮空氣管線的新鮮空氣與來自至少一個再循環空氣管線的再循環空氣在第二預混合器中預混合。在第一預混合器和第二預混合器中預混合的空氣在主混合器中混合，其中主混合器被專門供應有來自第一預混合器和/或第二預混合器的預混合空氣。流過再循環空氣管線的再循環空氣優選借助合適的過濾裝置而被過濾。如果用于通過第一再循環空氣管線輸送再循環空氣的第一輸送裝置發生失效或用于通過第二再循環空氣管線輸送再循環空氣的第二輸送裝置發生失效，流過第一再循環空氣管線或第二再循環空氣管線的再循環空氣可通過第一連接管線由仍完好無損的輸送裝置輸送到第二再循環空氣管線或第一再循環空氣管線，第一連接管線在設置于第一再循環空氣管線中的第一過濾裝置下游從第一再循環空氣管線岔開，并在設置于第二再循環空氣管線中的第二過濾裝置下游通向第二再循環空氣管線。此外，如果第一輸送裝置或第二輸送裝置發生失效，借助仍完好無損的輸送裝置，流過第一再循環空氣管線或第二再循環空氣管線的再循環空氣可通過第二連接管線由仍完好無損的輸送裝置輸送回到第一再循環空氣管線或第二再循環空氣管線中，第二連接管線在設置于第一再循環空氣管線中的第一輸送裝置下游從第一再循環空氣管線岔開，并在設置于第二再循環空氣管線中的第二輸送裝置下游通向第二再循環空氣管線。
可替代地，如果用于通過第一再循環空氣管線輸送再循環空氣的第一輸送裝置發生失效或用于通過第二再循環空氣管線輸送再循環空氣的第二輸送裝置發生失效，流過第一再循環空氣管線或第二再循環空氣管線的再循環空氣可由仍完好無損的輸送裝置輸送到匯合管線中，第一再循環空氣管線和第二再循環空氣管線通向匯合管線，并且匯合管線經由第一分支管線被連接到第一預混合器并經由第二分支管線被連接到第二預混合器。匯合管線優選在其長度的一部分上包括適于運送彼此平行流動的兩個匯合管線部分。第一輸送裝置優選被設置在第一匯合管線部分中，而第二輸送裝置優選被設置在第二匯合管線部分中。暖的再循環空氣可以大約45°至90°的角度被供應到流過第一預混合器和/或第二預混合器的冷的新鮮氣流。而且，冷的新鮮空氣可通過新鮮空氣管線連接部被供應到第一預混合器和/或第二預混合器，新鮮空氣管線連接部具有比第一預混合器和/或第二預混合器的設置在新鮮空氣管線連接部下游的預混合部分小的流動橫截面。新鮮空氣管線連接部可為兩部分構造。通過第一預混合器和/或第二預混合器的再循環空氣管線連接部的再循環空氣 的流動可借助設置在再循環空氣管線連接部中的流動控制裝置而被控制。該流動控制裝置可包括至少一個流動控制楔，至少一個流動控制楔的橫截面沿通過再循環空氣管線連接部的再循環空氣的流動方向變寬。而且，通過第一預混合器和/或第二預混合器的新鮮空氣的流動可借助設置在第一預混合器和/或第二預混合器的新鮮空氣管線連接部中的流動控制裝置而被控制。該流動控制裝置可包括至少一個流動控制楔，至少一個流動控制楔的橫截面沿通過新鮮空氣管線連接部的新鮮空氣的流動方向變寬。來自第一預混合器和第二預混合器的預混合氣流可從基本相反的方向被供應到主混合器，并在主混合器的混合部分中彼此相撞。主混合器的第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部可具有基本上沿橢圓形路徑的路線。通過主混合器的第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部的預混合空氣的流動可借助設置在主混合器的第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部中的流動控制裝置而被控制。流動控制裝置可包括至少一個流動控制楔，至少一個流動控制楔的橫截面沿通過第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部的預混合空氣的流動方向變寬。根據本發明的飛機空調系統包括前述混合器組件，可根據前述方法來操作該混合器組件。


下面參照所附示意圖詳細描述本發明的優選實施例，示意圖顯示圖I為適用于飛機空調系統的混合器組件的第一實施例；圖2為適用于飛機空調系統的混合器組件的第二實施例；圖3a_3c為能用于根據圖I和圖2的混合器組件的預混合器的第一實施例的橫截面視圖、側視圖和俯視圖；圖4a_4c為能用于根據圖I和圖2的混合器組件的預混合器的第二實施例的橫截面視圖、側視圖和俯視圖；圖5a_5c為能用于根據圖I和圖2的混合器組件的預混合器的第三實施例的橫截面視圖、側視圖和俯視圖；圖6a_6c為能用于根據圖I和圖2的混合器組件的主混合器的第一實施例的第一三維側視圖、第二三維側視圖和俯視圖；以及圖7a_7c為能用于根據圖I和圖2的混合器組件的主混合器的第二實施例的第一三維側視圖、第二三維側視圖和俯視圖。
具體實施例方式圖I示出適用于飛機空調系統并包括第一新鮮空氣管線12的混合器組件10，第一新鮮空氣管線12將第一空調單元14連接到第一預混合器16。以類似的方式，第二新鮮空氣管線18將第二空調單元20連接到第二預混合器22。在混合器組件10工作期間，由第一空調單元14和第二空調單元20產生的冷的新鮮空氣流過第一新鮮空氣管線12和第二新 鮮空氣管線18。混合器組件10進一步包括第一再循環空氣管線24，其用于將來自飛機客艙的再循環空氣輸送到第一預混合器16中。為了通過第一再循環空氣管線24輸送再循環空氣，在第一再循環空氣管線24中設置有第一輸送裝置26。例如，第一輸送裝置26被配置為鼓風機的形式。為了過濾從飛機客艙排放的再循環空氣，在第一再循環空氣管線24的入口區域中設置有第一過濾裝置28。以類似的方式，第二再循環空氣管線30用于將來自飛機客艙的再循環空氣輸送到第二預混合器22中。為了通過第二再循環空氣管線30輸送再循環空氣，在第二再循環空氣管線30中設置有第二輸送裝置32。設置在第二再循環空氣管線30的入口區域中的第二過濾裝置34用于過濾從飛機客艙輸送到第二再循環空氣管線30中的再循環空氣。在第一預混合器16中，流過第一再循環空氣管線24的再循環空氣與通過第一新鮮空氣管線12輸送到第一預混合器16的冷的新鮮空氣管線混合。以類似的方式，在第二預混合器22中，流過第二再循環空氣管線30的再循環空氣與通過第二新鮮空氣管線18供應到第二預混合器22的冷的新鮮空氣混合。混合器組件10的主混合器36通過第一預混合空氣管線38被連接到第一預混合器16，并通過第二預混合空氣管線40被連接到第二預混合器22。通過第一預混合空氣管線38和第二預混合空氣管線40為主混合器36僅供應來自第一預混合器16和第二預混合器22的預混合空氣。因此，混合器組件10為兩級構造。通過第一預混合空氣管線38和第二預混合空氣管線40供應到主混合器36的預混合空氣的溫度和流動速率均可彼此獨立地以期望的方式被控制。由于僅為主混合器36供應預混合空氣，所以不管怎樣在主混合器3中出現的溫差可保持相對低。結果，主混合器36的混合效果可被改善，并且即使在流過第一新鮮空氣管線12和第二新鮮空氣管線18的新鮮氣流以及流過第一再循環空氣管線24和第二再循環空氣管線30的再循環氣流的溫度和流動速率發生變化，主混合器36實現的混合質量可大約保持恒定。即使氣流失效也不會導致能由主混合器36實現的混合質量的急劇下降。最后，主混合器36被妥善地保護而免遭由于主混合器36中的極端溫差引起的結冰。第一連接管線42在設置于第一再循環空氣管線24中的第一過濾裝置28下游并在設置于第一再循環空氣管線24中的第一輸送裝置26上游從第一再循環空氣管線24岔開。在設置于第二再循環空氣管線30中的第二過濾裝置34下游并在設置于第二再循環空氣管線30中的第二輸送裝置32上游，第一連接管線42通向第二再循環空氣管線。第二連接管線44被進一步提供，其在設置于第一再循環空氣管線24中的第一輸送裝置26下游從第一再循環空氣管線24岔開，并在設置于第二再循環空氣管線30中的第二輸送裝置32下游通向第二再循環空氣管線30。由于具有第一連接管線42和第二連接管線44的混合器組件10的開發，如果第一輸送裝置26發生失效，則可借助仍完好無損的第二輸送裝置32通過第一過濾裝置28將空氣輸送到第一再循環空氣管線24中，并通過第一連接管線42將空氣輸送到第二再循環空氣管線30中。在第二輸送裝置32下游，流過第二再循環空氣管線30的再循環空氣可部分地經由第二連接管線44被輸送回到第一再循環空氣管線24中，并被供應到第一預混合器16。以類似的方式，如果第二輸送裝置32發生失效，則可借助仍完好無損的第一輸送裝置26通過第二過濾裝置34將再循環空氣輸送到第二再循環空氣管線30中，并最后通過第一連接管線42將再循環空氣輸送到第一再循環空氣管線24中。在第一輸送裝置26下游，流 過第一再循環空氣管線24的再循環空氣隨后可部分地經由第二連接管線44被輸送回第二再循環空氣管線30中，并被供應到第二預混合器22。即使輸送裝置26、32中的一個發生失效，混合器器組件10的這種配置仍能夠通過第一過濾裝置28和第二過濾裝置34將再循環空氣供應到混合器組件10中。因此，即使輸送裝置26、32發生失效，也有均勻流動通過兩個過濾裝置28、34，因此可避免在僅通過一個過濾裝置28、34將再循環空氣供應到混合器組件10時將發生的高壓損失。此外，保證了過濾裝置28、34的均勻加載并由此保證過濾裝置28、34的均勻阻塞，這同樣有助于避免通過過濾裝置28、34的高壓損失。主混合器36中產生的混合空氣從主混合器36通過連接到主混合器36的混合空氣出口管線46被排放。混合空氣出口管線46將主混合器36中產生的混合空氣供應到飛機的客艙。而且，預混合空氣出口管線48從第一預混合空氣管線38岔開，并為飛機的貨物區域供應來自第一預混合器16的預混合空氣。圖2描繪的混合器組件10與根據圖I的系統的不同在于，第一再循環空氣管線24和第二再循環空氣管線30分別通向匯合管線50，該匯合管線50在設置于第一再循環空氣管線24中的第一過濾裝置28下游以及在設置于第二再循環空氣管線30中的第二過濾裝置34下游。匯合管線50通過第一分支管線52被連接到第一預混合器16，并通過第二分支管線54被連接到第二預混合器22。在長度的一部分上，匯合管線50包括可運送相互平行流動的兩個匯合管線部分56、58。第一輸送裝置26被設置在第一匯合管線部分56中，而第二輸送裝置32被設置在第二匯合管線部分58中。如果第一輸送裝置26發生失效，再循環空氣可由仍完好無損的第二輸送裝置32通過第一過濾裝置28輸送到第一再循環空氣管線24中，并從那里進入匯合管線50。隨后可經由第一分支管線52為第一預混合器16供應流過匯合管線50的一些再循環空氣。以類似的方式，如果第二輸送裝置32發生失效，再循環空氣可借助仍完好無損的第一輸送裝置26通過第二過濾裝置34和第二再循環空氣管線30被輸送到匯合管線50中。隨后經由第二分支管線54為第二預混合器22供應流過匯合管線50的一些再循環空氣。如同圖I中例示的系統的管線配置，即使輸送裝置26、32發生失效，圖2中描繪的混合器組件10的管線配置也能夠使再循環空氣輸送通過兩個過濾裝置28、34。因而，類似地防止在再循環空氣僅通過一個過濾裝置28、34被輸送時將會引起的高壓損失。而且，實現了通過兩個過濾裝置28、34的均勻流動，并因此實現了兩個過濾裝置28、34的均勻阻塞。圖3a至圖3c示出能用于根據圖I和圖2的混合器組件10的第一預混合器16的第一實施例。第一預混合器16被配置為管狀混合器的形式，并包括新鮮空氣管線連接部60以及再循環空氣連接部62。新鮮空氣管線連接部60與再循環空氣管線連接部62相對于彼此成大約90°的角度被設置，因此再循環空氣以大約90°的角度被供應到流過第一預混合器16的新鮮氣流。新鮮空氣管線連接部60具有的流動橫截面比第一預混合器16的設置在新鮮空氣管線連接部60下游的預混合部分64小，由此用作將高速的新鮮空氣供應到預混合部分64中的噴嘴。由于高速供應到預混合部分64中的新鮮氣流的噴射效果，預混合部分64中的壓力損失被降至最低。包括流動控制楔68的流動控制裝置66被設置在預混合器16的再循環空氣管線連接部62中。流動控制楔68的橫截面沿通過再循環空氣管線連接部62的再循環空氣的流動方向變寬，并將流過再循環空氣管線連接部62的再循環氣流分隔成兩股分流。這導 致暖旁流的形成，暖旁流將自身定位為圍繞冷的新鮮氣流，由此防止第一預混合器16的結冰。而且，借助流動控制楔68，實現通過新鮮空氣管線連接部60和再循環空氣管線連接部62供應到第一預混合器16的冷氣流和暖氣流的分層。圖4a至圖4c中所示的第一預混合器16與根據圖3a至圖3c的第一預混合器16的不同僅在于，設置在再循環空氣管線連接部62中的流動控制裝置66不僅僅包括一個流動控制楔68，而是包括兩個流動控制楔68、68’。包括兩個流動控制楔68、68’的流動控制裝置66實現了流過再循環空氣管線連接部62的再循環氣流的進一步分隔，由此實現了第一預混合器16中的冷氣流和暖氣流的更大分層。最后，圖5a至圖5c所描繪的第一預混合器16與根據圖4a至圖4c的第一預混合器16的不同在于，新鮮空氣管線連接部60為兩部分構造，其中兩個分連接部的每一個具有的流動橫截面與圖4a至圖4c中描繪的第一預混合器16的新鮮空氣管線連接部60相比被再次減小。結果，增強了新鮮空氣管線連接部60的噴嘴效果。盡管圖3a至圖3c、圖4a至圖4c和圖5a至圖5c示出每種情況下的第一預混合器16，但是用在根據圖I和圖2的混合器組件10中的第二預混合器22當然也可以圖3a至圖3c、圖4a至圖4c和圖5a至圖5c中描繪的方式被設計。根據需要，第一預混合器16和第二預混合器22可為相同或不同的設計。在圖6a至圖6c中示出適用于根據圖I和圖2的混合器組件10中的主混合器36的第一實施例。主混合器36包括第一預混合空氣連接部70和第二預混合空氣連接部72。預混合空氣連接部70、72被基本上彼此相對地設置，以這樣的一種方式，來自第一預混合器16和第二預混合器22的預混合氣流從基本上相反的方向被供應到主混合器36，并在主混合器36的混合部分74中彼此相撞。第一預混合空氣連接部70和第二預混合空氣連接部72各自具有基本上沿橢圓形路徑的路線。在圖6a至圖6c所示的實施例中，第二預混合空氣連接部72比第一預混合空氣連接部70具有更大的流動橫截面。最后，在圖7a至圖7c中描繪適用于根據圖I和圖2的混合器組件10的主混合器36的另外的實施例。圖7a至圖7c所示的主混合器36與根據圖6a至圖6c的主混合器36的不同基本上在于，在第一預混合空氣連接部70和第二預混合空氣連接部72中設置有流動控制裝置76。流動控制裝置76每種情況下包括流動控制楔78，流動控制楔78的橫截面沿通過第一預混合空氣連接部70和第二預混合空氣連接部72的預混合空氣 的流動方向變寬。
權利要求
1.一種用于飛機空調系統的混合器組件(10)，包括 多個新鮮空氣管線(12、18)，所述多個新鮮空氣管線(12、18)適于在所述混合器組件 (10)工作期間被冷的新鮮空氣流過； 多個再循環空氣管線(24、30)，所述多個再循環空氣管線(24、30)適于在所述混合器組件(10)工作期間被從飛機客艙排放的再循環空氣流過； 第一預混合器(16)，所述第一預混合器(16)被連接到至少一個新鮮空氣管線(12)和至少一個再循環空氣管線(24)，并適于將通過所述新鮮空氣管線(12)輸送到所述第一預混合器(16)中的新鮮空氣與通過第一再循環空氣管線(24)輸送到所述第一預混合器(16)中的再循環空氣混合； 第二預混合器(22)，所述第二預混合器(22)被連接到至少一個新鮮空氣管線(18)和至少一個再循環空氣管線(30)，并適于將通過所述新鮮空氣管線(18)輸送到所述第二預混合器(22 )中的新鮮空氣與通過所述再循環空氣管線(30 )輸送到所述第二預混合器(22 )中的再循環空氣混合；以及 主混合器(36)，所述主混合器(36)通過第一預混合空氣管線(38)被連接到所述第一預混合器(16)并通過第二預混合空氣管線(40)被連接到所述第二預混合器(22)，其特征在于所述主混合器(36)適于通過所述第一預混合空氣管線(38)和所述第二預混合空氣管線(40)被專門供應有來自所述第一預混合器和/或第二預混合器(16、22)的預混合空氣。
2.根據權利要求I所述的混合器組件， 其特征在于用于過濾流過所述再循環空氣管線(24、30)的再循環空氣的過濾裝置(28)被設置在每個再循環空氣管線(24、30)中。
3.根據權利要求2所述的混合器組件， 其特征在于所述混合器組件(10)包括第一連接管線(42)，所述第一連接管線(42)在設置于第一再循環空氣管線(24)中的第一過濾裝置(28)下游從所述第一再循環空氣管線(24)岔開，并在設置于第二再循環空氣管線(30)中的第二過濾裝置(34)下游通向所述第二再循環空氣管線(30)，和/或在于所述混合器組件(10)包括第二連接管線(44)，所述第二連接管線(44)在設置于所述第一再循環空氣管線(24)中的第一輸送裝置(26 )下游從所述第一再循環空氣管線(24)岔開，并在設置于所述第二再循環空氣管線(30)中的第二輸送裝置(32 )下游通向所述第二再循環空氣管線(30 )。
4.根據權利要求2所述的混合器組件， 其特征在于第一再循環空氣管線(24)和第二再循環空氣管線(30)通向匯合管線(50)，所述匯合管線(50)經由第一分支管線(52)被連接到所述第一預混合器(16)并經由第二分支管線(54)被連接到所述第二預混合器(22)，其中所述匯合管線(50)優選在所述匯合管線(50)的長度的一部分上包括適于運送相互平行流動的兩個匯合管線部分(56、58 )，第一輸送裝置(26 )被設置在第一匯合管線部分(56 )中，并且第二輸送裝置(32 )被設置在第二匯合管線部分(58)中。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的混合器組件， 其特征在于所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)被配置為管狀混合器的形式，和/或在于所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的新鮮空氣管線連接部(60)和再循環空氣管線連接部(62)被設置為使得，暖的再循環空氣以大約45°至90°的角度被供應到流過所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的冷的新鮮氣流。
6.根據權利要求5所述的混合器組件， 其特征在于所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的所述新鮮空氣管線連接部(60)具有比所述第一預混合器(16)和/或第二預混合器(22)的設置在所述新鮮空氣管線連接部(60)下游的預混合部分(64)小的流動橫截面并特別為兩部分構造，在所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的所述再循環空氣管線連接部(62)中設置有流動控制裝置(66 )，所述流動控制裝置(66 )特別包括至少一個流動控制楔(68、68 ’)，所述至少一個流動控制楔(68、68’)的橫截面沿通過所述再循環空氣管線連接部(62)的再循環空氣的流動方向變寬，和/或在于在所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的所述新鮮空氣管線連接部(60)中設置有流動控制裝置，所述流動控制裝置特別包括至少一個流動控制楔，所述流動控制楔的橫截面沿通過所述新鮮空氣管線連接部(60)的新鮮空氣的流動方向變寬。
7.根據權利要求I至6中任一項所述的混合器組件， 其特征在于所述主混合器(36)包括第一預混合空氣連接部(70)和第二預混合空氣連接部(72)，所述第一預混合空氣連接部(70)和所述第二預混合空氣連接部(72)被設置為使得，來自所述第一預混合器和所述第二預混合器(16、22)的預混合氣流從基本上相反的方向被供應到所述主混合器(36)并在所述主混合器(36)的混合部分(74)中彼此相撞。
8.根據權利要求7所述的混合器組件， 其特征在于所述主混合器(36)的所述第一預混合空氣連接部和/或所述第二預混合空氣連接部(70、72)具有基本上沿橢圓形路徑的路線，和/或在于，在所述主混合器(36)的所述第一預混合空氣連接部和/或所述第二預混合空氣連接部(70、72)中設置有流動控制裝置(76)，所述流動控制裝置(76)特別包括至少一個流動控制楔(78)，所述至少一個流動控制楔(78)的橫截面沿通過所述第一預混合空氣連接部和/或所述第二預混合空氣連接部(70、72)的預混合空氣的流動方向變寬。
9.一種操作用于飛機空調系統的混合器組件(10)的方法，包括以下步驟 通過多個新鮮空氣管線(12、18)輸送冷的新鮮空氣； 通過多個再循環空氣管線(24、30)輸送從飛機客艙排放的再循環空氣； 在第一預混合器(16)中將來自至少一個新鮮空氣管線(12)的新鮮空氣與來自至少一個再循環空氣管線(30)的再循環空氣預混合； 在第二預混合器(22)中將來自至少一個新鮮空氣管線(18)的新鮮空氣與來自至少一個再循環空氣管線(24、30)的再循環空氣預混合；并且 在主混合器(36)中將在所述第一預混合器(16)和所述第二預混合器(22)中預混合的空氣混合， 其特征在于所述主混合器(36)被專門供應有來自所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的預混合空氣。
10.根據權利要求9所述的方法， 其特征在于流過所述再循環空氣管線(24、30)的所述再循環空氣借助合適的過濾裝置(28、34)而被過濾。
11.根據權利要求10所述的方法， 其特征在于，如果用于通過第一再循環空氣管線(24)輸送再循環空氣的第一輸送裝置(26)發生失效或用于通過第二再循環空氣管線(30)輸送再循環空氣的第二輸送裝置(32)發生失效，流過所述第一再循環空氣管線或所述第二再循環空氣管線(24、30)的再循環空氣由仍完好無損的輸送裝置(26、32)通過第一連接管線(42)輸送到所述第二再循環空氣管線或所述第一再循環空氣管線(24、30)，所述第一連接管線(42)在設置于所述第一再循環空氣管線(24)中的第一過濾裝置(28)下游從所述第一再循環空氣管線(24)岔開，并在設置于所述第二再循環空氣管線(30)中的第二過濾裝置(34)下游通向所述第二再循環空氣管線(30)，和/或在于，如果所述第一輸送裝置或所述第二輸送裝置(26、32)發生失效，流過所述第一再循環空氣管線或所述第二再循環空氣管線(24、30)的再循環空氣由仍完好無損的輸送裝置(26、32)通過第二連接管線(44)輸送回到所述第一再循環空氣管線或所述第二再循環空氣管線(24、30)中，所述第二連接管線(44)在設置于所述第一再循環空氣管線(24)中的第一輸送裝置(26)下游從所述第一再循環空氣管線(24)岔開，并在設置于所述第二再循環空氣管線(30)中的第二輸送裝置(32)下游通向所述第二再循環空氣管線(30)。
12.根據權利要求11所述的方法， 其特征在于，如果用于通過第一再循環空氣管線(24)輸送再循環空氣的第一輸送裝置(26)發生失效或用于通過第二再循環空氣管線(30)輸送再循環空氣的第二輸送裝置(32)發生失效，流過所述第一再循環空氣管線或所述第二再循環空氣管線(24、30)的再循環空氣由仍完好無損的輸送裝置(26、32)輸送到匯合管線(50)中，所述第一再循環空氣管線(24 )和所述第二再循環空氣管線(30 )通向所述匯合管線(50 )，并且所述匯合管線(50 )經由第一分支管線(52)被連接到所述第一預混合器(16)并經由第二分支管線(54)被連接到所述第二預混合器(22)，其中所述匯合管線(50)優選在所述匯合管線(50)的長度的一部分上包括適于運送彼此平行流動的兩個匯合管線部分(56、58)，所述第一輸送裝置(26)被設置在第一匯合管線部分(56)中，并且所述第二輸送裝置(32)被設置在第二匯合管線部分(58)中。
13.根據權利要求9至12中任一項所述的方法， 其特征在于暖的再循環空氣以大約90°的角度被供應到流過所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的冷的新鮮氣流，冷的新鮮空氣通過新鮮空氣管線連接部(60)被供應到所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)，所述新鮮空氣管線連接部(60)具有比所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的設置在所述新鮮空氣管線連接部(60)下游的預混合部分(64)小的流動橫截面，并且所述新鮮空氣管線連接部(60)特別為兩部分構造，通過所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的再循環空氣管線連接部(62)的再循環空氣的流動借助流動控制裝置(66)而被控制，所述流動控制裝置(66)被設置在所述再循環空氣管線連接部(62)中并特別包括至少一個流動控制楔(68、68’)，所述至少一個流動控制楔(68、68’)的橫截面沿通過所述再循環空氣管線連接部(62)的再循環空氣的流動方向變寬，和/或在于通過所述第一預混合器和/或所述第二預混合器(16、22)的所述新鮮空氣管線連接部(60)的新鮮空氣的流動借助流動控制裝置而被控制，所述流動控制裝置被設置在所述新鮮空氣管線連接部(60)中并特別包括至少一個流動控制楔，所述至少一個流動控制楔的橫截面沿通過所述新鮮空氣管線連接部(60)的新鮮空氣的流動方向變寬。
14.根據權利要求9至13中任一項所述的方法， 其特征在于來自所述第一預混合器和所述第二預混合器(16、22)的預混合氣流從基本相反的方向被供應到所述主混合器(36)并在所述主混合器(36)的混合部分(74)中彼此相撞，其中所述主混合器(36)的第一預混合空氣連接部和/或第二預混合空氣連接部(70、72)特別具有基本上沿橢圓形路徑的路線，和/或在于通過所述主混合器(36)的所述第一預混合空氣連接部和/或所述第二預混合空氣連接部(70、72)的預混合空氣的流動借助流動控制裝置(76)而被控制，所述流動控制裝置(76)被設置在所述主混合器(36)的所述第一預混合空氣連接部和/或所述第二預混合空氣連接部(70、72)中并特別包括至少一個流動控制楔(78)，所述至少一個流動控制楔(78)的橫截面沿通過所述第一預混合空氣連接部和/或所述第二預混合空氣連接部(70、72)的預混合空氣的流動方向變寬。
15.—種飛機空調系統， 其特征在于根據權利要求I至8中任一項所述的混合器組件(10)。
全文摘要
一種用于飛機空調系統的混合器組件(10)包括多個新鮮空氣管線(12、18)，其適于在混合器組件(10)工作期間被冷的新鮮通氣流過；和多個再循環空氣管線(24、30)，其適于在混合器組件(10)工作期間被從飛機客艙排放的再循環空氣流過。第一預混合器(16)被連接到至少一個新鮮空氣管線(12)和至少一個再循環空氣管線(24)，并適于將通過新鮮空氣管線(12)輸送到第一預混合器(16)中的新鮮空氣與通過再循環空氣管線(24)輸送到第一預混合器(16)中的再循環空氣混合。第二預混合器(22)被連接到至少一個新鮮空氣管線(18)和至少一個再循環空氣管線(30)，并適于將通過新鮮空氣管線(18)輸送到第二預混合器(22)中的新鮮空氣與通過再循環空氣管線(30)輸送到第二預混合器(22)中的再循環空氣混合。主混合器(36)通過第一預混合空氣管線(38)被連接到第一預混合器(16)并通過第二預混合空氣管線(40)被連接到第二預混合器(22)。主混合器(36)適于通過第一預混合空氣管線(38)和第二預混合空氣管線(40)被專門供應有來自所述第一預混合器和/或第二預混合器(16、22)的預混合空氣。
文檔編號B64D13/00GK102892674SQ201180023816
公開日2013年1月23日 申請日期2011年4月8日 優先權日2010年4月9日
發明者邁克爾·馬克瓦特, 杰斯·洛馬爾, 達留什·克拉科夫斯, 馬丁·施米德, 托斯特·施滕格, 杰斯·埃爾默斯, 托馬斯·謝勒 申請人:空中客車作業有限公司