氣體混合泵，尤其是用于加熱系統(tǒng)的氣體混合泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體混合栗，尤其是用于加熱系統(tǒng)的氣體混合栗。
【背景技術(shù)】
[0002]更具體而言，本發(fā)明的范圍是航空器的駕駛艙或機(jī)艙中的空氣的管理(為簡(jiǎn)單起見，在下文中，機(jī)艙用于指代兩者)，例如所述航空器是直升機(jī)，但也可以是飛機(jī)。為了加熱機(jī)艙內(nèi)部，眾所周知的是采集退出發(fā)動(dòng)機(jī)的熱空氣，并且提取未使用的卡路里來加熱相應(yīng)航空器的機(jī)艙。
[0003]退出發(fā)動(dòng)機(jī)的熱空氣不能直接用于加熱機(jī)艙。該空氣壓力太高，而且溫度太高，無法按現(xiàn)狀將其發(fā)送到機(jī)艙。因此，該加壓的熱空氣與從機(jī)艙外采集的低壓、低溫的冷空氣混入口 ο
[0004]可采用位置控制閥來改變注入機(jī)艙的空氣的溫度。這種閥門通常位于用于混合熱空氣與冷空氣的裝置上游的熱空氣管道上，下文中其被稱為混合栗，例如，該閥門是電驅(qū)動(dòng)的。
[0005]例如，混合栗包括一個(gè)熱空氣注入器，例如，所述熱空氣注入器具有一個(gè)恒流面積，設(shè)置在冷空氣管中。因?yàn)闊峥諝獾膲毫ο喈?dāng)高，所以在把熱空氣注入冷空氣管時(shí)，熱空氣攜帶冷空氣，而且在把熱空氣引入航空器的機(jī)艙之前，熱空氣與冷空氣混合。在這種系統(tǒng)中，當(dāng)控制閥改變注入到注入器上游的冷空氣管內(nèi)熱空氣的流量時(shí)，所述閥門造成相應(yīng)的壓力損失，并因此影響注入器中熱空氣流的壓力。
[0006]在諸如前一段所述的混合栗中，在減少熱空氣流量時(shí)，這樣也會(huì)降低注入器中熱空氣的壓力，并因此降低空氣注入速度，這樣會(huì)破壞栗送效應(yīng)，意味著從注入器流出的熱空氣流不再具有足夠的流速來攜帶足夠的冷空氣了。于是，退出的空氣過熱(外出流中沒有冷空氣)，這樣會(huì)導(dǎo)致加熱系統(tǒng)關(guān)閉，以避免位于混合栗下游的部件過熱。
[0007]例如，在文件FR 626 267中公開了一種現(xiàn)有技術(shù)的混合栗。
[0008]文件EP2150867也公開了一種混合栗。在這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的文件中所述的導(dǎo)致本發(fā)明的技術(shù)問題是提供一種氣體混合栗，所述氣體混合栗能夠根據(jù)設(shè)定值改變從栗釋放的氣壓。該文件顯示了一種栗，所述栗包括一個(gè)混氣室；為所述混氣室提供HP(高壓)氣體和IP(中壓)氣體的管線，引入到混合室中；混合氣體的一個(gè)出口管;設(shè)置在所述HP氣體供應(yīng)管線中的一個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行器，包括一個(gè)可動(dòng)活塞，所述可動(dòng)活塞與位于所述管線中的一個(gè)閥門成為一體，以確定HP氣體流進(jìn)入所述混合室的面積，所述可動(dòng)活塞的控制室供有壓力，所述壓力確定所述可動(dòng)活塞的位置;一個(gè)氣動(dòng)回路，其設(shè)置在壓力源和所述控制室之間，所述氣動(dòng)回路包括至少一個(gè)設(shè)置的泄漏閥，所述泄漏閥適合在氣動(dòng)回路中產(chǎn)生泄漏，以改變向所述控制室供應(yīng)的壓力。
[0009]在其他技術(shù)領(lǐng)域中，也存在混合熱空氣和冷空氣的系統(tǒng)。例如，在機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)中，文件FR 2 026 587提供一種感溫閥箱，所述感溫閥箱包括一個(gè)震蕩閥，設(shè)置所述震蕩閥來調(diào)整在不同但可變溫度下進(jìn)入一個(gè)共用管的至少兩股流體流的流量。一個(gè)感溫元件位于共用管中，用于確定閥門的位置，設(shè)置該元件，從而把穿過共用管的流體混合物保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)，傳入流的溫度使其能夠保持這個(gè)預(yù)定的溫度范圍。在減少的預(yù)定范圍內(nèi)在此產(chǎn)生溫度調(diào)節(jié)。系統(tǒng)不允許具有大范圍的輸出溫度。另外，不提供吸力，因此在操作期間沒有栗送效應(yīng)。
[0010]文件WO98/37312涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)的控制閥，其用于調(diào)整間接燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣溫度，位于透平膨脹機(jī)入口處。該控制閥在具有間接燃?xì)廨啓C(jī)的能量生產(chǎn)系統(tǒng)中是非常有用的。此外，所述系統(tǒng)不允許抽吸，因此沒有栗送效應(yīng)。另一方面，與前述文件不同，它允許改變出口溫度設(shè)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種混合栗，換言之，一種通過栗送效應(yīng)進(jìn)行注入的系統(tǒng)，其中，例如，強(qiáng)制吸入熱空氣導(dǎo)致能夠在一定的操作溫度范圍內(nèi)吸入冷空氣的氣流，所述操作溫度范圍盡可能寬，而不會(huì)使相應(yīng)加熱系統(tǒng)的栗送效應(yīng)中斷，尤其是對(duì)加熱系統(tǒng)而言。有利的是，提出的系統(tǒng)在加熱要求苛刻的情況下(外部溫度以及冷空氣溫度非常低，例如，-40°C)與加熱要求適中的情況下(適中的外部溫度，例如，15°C)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣好。
[0012]優(yōu)選地，所提出的混合栗的設(shè)計(jì)盡可能簡(jiǎn)單。其尺寸和/或重量有利地適中。本發(fā)明的栗優(yōu)選地還易于調(diào)整和/或高度可靠，和/或價(jià)格適中。
[0013]為此，本發(fā)明提供一種混合栗，所述混合栗包括被稱為冷空氣管的一個(gè)氣道、被稱為熱空氣進(jìn)氣口的通向冷空氣管的一個(gè)進(jìn)氣口、以及用于把來自熱空氣進(jìn)氣口的空氣注入冷空氣管的工具。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，熱空氣進(jìn)氣口通向至少局部設(shè)置在冷空氣管中的一個(gè)膛室，注入工具具有至少一個(gè)開口，用于把膛室內(nèi)部連接到冷空氣管內(nèi)部，以及用于更改穿過把膛室內(nèi)部連接到冷空氣管內(nèi)部的至少一個(gè)開口的流動(dòng)面積的工具。
[0015]這樣創(chuàng)造了具有變流面積的注入系統(tǒng)，其中，熱空氣放在處于與熱空氣輸出壓力相對(duì)應(yīng)的高壓下的膛室中。因此，即使熱空氣的流動(dòng)面積較小，熱空氣的壓力也仍較高，這樣能夠達(dá)到顯著的注入速度，足以吸引大量的冷空氣。因此，所提出的系統(tǒng)解決了與栗送效應(yīng)中斷相關(guān)的問題。
[0016]為了促進(jìn)兩種氣流很好地混合，冷空氣管是按照第一方向縱向延伸的管，而且將其設(shè)置為使膛室為圓柱形的管狀，所述管狀按照大體垂直于第一方向的第二方向延伸。為了使熱空氣流在冷空氣流中很好地分布，膛室優(yōu)選地形成在穿過冷空氣管的管中。
[0017]這是放在冷空氣管中的一個(gè)膛室，因?yàn)槠涑叽缗c冷空氣管的尺寸相比并不是無關(guān)緊要的。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，例如，膛室的直徑為位于所述膛室處的冷空氣管的直徑的1/8至1/2之間。此外，與每個(gè)開口的直徑相比，膛室的尺寸相當(dāng)大。例如，可以使膛室的直徑至少為最大開口的直徑的兩倍。因此，即使有多個(gè)開口，也能夠確保足夠的熱空氣流。
[0018]為了使熱空氣流在冷空氣流中更好地分布，而且為了使熱空氣流動(dòng)面積盡可能適應(yīng)，優(yōu)選地形成多個(gè)開口，把膛室的內(nèi)部連接到冷空氣管的內(nèi)部。于是，如上所述，系統(tǒng)成為具有變流面積的注入系統(tǒng)，但也是一個(gè)多注入器系統(tǒng)。
[0019]在本發(fā)明的混合栗中，為了促進(jìn)退出膛室、穿過每個(gè)開口的熱空氣吸收冷空氣，優(yōu)選地相對(duì)于冷空氣管中的空氣流，在膛室的下游側(cè)形成每個(gè)開口。
[0020]—個(gè)優(yōu)選實(shí)施例規(guī)定在固定壁上形成至少一個(gè)開口，而且用于更改穿過把膛室內(nèi)部連接到冷空氣管內(nèi)部的開口的流動(dòng)面積的工具包括一個(gè)可移動(dòng)壁，所述可移動(dòng)壁和固定壁的形狀相配，并且可以相對(duì)于固定壁滑動(dòng)，從而或多或少地覆蓋固定壁的每個(gè)開口。這個(gè)實(shí)施例能夠制造重量減輕的緊湊的混合栗。關(guān)于這個(gè)有利的實(shí)施例，當(dāng)這個(gè)管是按照第一方向縱向延伸的管，而且膛室為沿著大體垂直于第一方向的第二方向延伸的圓柱形管狀時(shí)，例如，更改穿過至少一個(gè)開口的流動(dòng)面積的工具包括一個(gè)閥門，所述閥門的形式為圓柱形管，其外徑大體上與膛室內(nèi)徑相對(duì)應(yīng)，而且具有至少一個(gè)窗口，所述窗口的形狀和位置使得在閥門的一個(gè)位置上，膛室的每個(gè)開口都被覆蓋，而在閥門的另一個(gè)位置上，則完全露出每個(gè)開口。這實(shí)現(xiàn)了與回轉(zhuǎn)閥系統(tǒng)(也被稱作柱塞閥)相比擬的套筒/閥類型的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的混合栗還可以包括使閥門旋轉(zhuǎn)的一個(gè)執(zhí)行器，從而逐步暴露膛室的每個(gè)開口，從完全覆蓋的位置到完全露出的位置。例如，該執(zhí)行器是由一個(gè)采集與控制系統(tǒng)控制的，所述采集與控制系統(tǒng)與位于注入系統(tǒng)下游的溫度傳感器配合。
[0021]本發(fā)明還涉及一種航空器的加熱系統(tǒng)，尤其是直升機(jī)的加熱系統(tǒng)，其特征在于，它包括如上所述的一個(gè)混合栗。
【附圖說明】
[0022]參考附圖，通過下文描述，本發(fā)明的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中:
[0023]圖1是闡釋本發(fā)明的示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的混合栗的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的縱向截面圖；
[0025]圖3是圖2的混合栗的縱向截面透視圖；
[0026]圖4是圖2和圖3的栗的橫截面透視圖，以及
[0027]圖5A至圖5E闡釋了前述各圖中所闡釋的混合栗的操作原理。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1闡釋了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)混合栗2的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)。
[0029]所顯示的混合栗2安裝在冷空氣入口 4的下游和溫暖空氣出口 6的上游。它包括一個(gè)主管道，一個(gè)混合段8、一個(gè)熱空氣進(jìn)氣口 10、以及把來自冷空氣入口 4的氣流與由熱空氣進(jìn)氣口 10引導(dǎo)到混合栗2的氣流混合的工具位于所述主管道之內(nèi)。混合工具包括一個(gè)閥門12，所述閥門設(shè)置在一個(gè)套筒14中，并界定一個(gè)膛室16。
[0030]提供一個(gè)執(zhí)行器18，用于調(diào)整套筒14中閥門12的位置。執(zhí)行器18是由采集與控制系統(tǒng)20控制的，所述采集與控制系統(tǒng)具體是與溫度傳感器22相關(guān)聯(lián)的。執(zhí)行器18優(yōu)選地是電氣的。然而，根據(jù)環(huán)境，例如，也可以具有一個(gè)氣動(dòng)裝置，例如，所述氣動(dòng)裝置具有一個(gè)單動(dòng)式氣動(dòng)執(zhí)行器、一個(gè)連桿以及用于改變氣動(dòng)執(zhí)行器膛室內(nèi)的壓力的一個(gè)電動(dòng)-氣動(dòng)調(diào)節(jié)器。因此可以通過連桿調(diào)整閥門12的位置。
[0031]圖2更詳細(xì)地顯示了圖1的混合栗2。我們可以識(shí)別出縱向管、主管道，連同其縱軸
24。其設(shè)置使得主管道中的空氣在圖1和圖2中從左流向右，如圖1中的箭頭所示。當(dāng)空氣離開空氣入口 4時(shí)，它進(jìn)入冷空氣管，其中，熱空氣進(jìn)氣口 10進(jìn)一步到達(dá)下游。然后冷空氣管朝混合段8變窄。一個(gè)加寬區(qū)域設(shè)置在混合段8和通向溫暖空氣出口 6的連接區(qū)域之間。
[0032]冷空氣管的下游是具有套筒14和閥門12的混合工具。
[0033]在此所闡釋的優(yōu)選實(shí)施例中，套筒14構(gòu)成一個(gè)膛室16，通過連接到圖1所示的熱空氣進(jìn)氣口 10為所述膛室供應(yīng)熱空氣。例如，通過一個(gè)法蘭28實(shí)現(xiàn)與熱空氣進(jìn)氣口 10的連接。套筒14的形式為穿過冷空氣管下游端的圓柱形管，優(yōu)選地大體垂直于縱軸24延伸(套筒14的軸優(yōu)選地與縱軸24相交，但是出于節(jié)省空間的原因或其它原因，可以考慮抵消)。開口 30，在此數(shù)量為三個(gè)，是在套筒14壁中形成的，從而在膛室16內(nèi)部和冷空氣管內(nèi)部之間提供連接。如圖5A至圖5E中所示，例如，這些開口 30大體為圓形(前視