气体混合泵，尤其是用于加热系统的气体混合泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气体混合栗，尤其是用于加热系统的气体混合栗。
【背景技术】
[0002]更具体而言，本发明的范围是航空器的驾驶舱或机舱中的空气的管理(为简单起见，在下文中，机舱用于指代两者)，例如所述航空器是直升机，但也可以是飞机。为了加热机舱内部，众所周知的是采集退出发动机的热空气，并且提取未使用的卡路里来加热相应航空器的机舱。
[0003]退出发动机的热空气不能直接用于加热机舱。该空气压力太高，而且温度太高，无法按现状将其发送到机舱。因此，该加压的热空气与从机舱外采集的低压、低温的冷空气混入口 ο
[0004]可采用位置控制阀来改变注入机舱的空气的温度。这种阀门通常位于用于混合热空气与冷空气的装置上游的热空气管道上，下文中其被称为混合栗，例如，该阀门是电驱动的。
[0005]例如，混合栗包括一个热空气注入器，例如，所述热空气注入器具有一个恒流面积，设置在冷空气管中。因为热空气的压力相当高，所以在把热空气注入冷空气管时，热空气携带冷空气，而且在把热空气引入航空器的机舱之前，热空气与冷空气混合。在这种系统中，当控制阀改变注入到注入器上游的冷空气管内热空气的流量时，所述阀门造成相应的压力损失，并因此影响注入器中热空气流的压力。
[0006]在诸如前一段所述的混合栗中，在减少热空气流量时，这样也会降低注入器中热空气的压力，并因此降低空气注入速度，这样会破坏栗送效应，意味着从注入器流出的热空气流不再具有足够的流速来携带足够的冷空气了。于是，退出的空气过热(外出流中没有冷空气)，这样会导致加热系统关闭，以避免位于混合栗下游的部件过热。
[0007]例如，在文件FR 626 267中公开了一种现有技术的混合栗。
[0008]文件EP2150867也公开了一种混合栗。在这个现有技术的文件中所述的导致本发明的技术问题是提供一种气体混合栗，所述气体混合栗能够根据设定值改变从栗释放的气压。该文件显示了一种栗，所述栗包括一个混气室；为所述混气室提供HP(高压)气体和IP(中压)气体的管线，引入到混合室中；混合气体的一个出口管;设置在所述HP气体供应管线中的一个气动执行器，包括一个可动活塞，所述可动活塞与位于所述管线中的一个阀门成为一体，以确定HP气体流进入所述混合室的面积，所述可动活塞的控制室供有压力，所述压力确定所述可动活塞的位置;一个气动回路，其设置在压力源和所述控制室之间，所述气动回路包括至少一个设置的泄漏阀，所述泄漏阀适合在气动回路中产生泄漏，以改变向所述控制室供应的压力。
[0009]在其他技术领域中，也存在混合热空气和冷空气的系统。例如，在机动车的发动机中，文件FR 2 026 587提供一种感温阀箱，所述感温阀箱包括一个震荡阀，设置所述震荡阀来调整在不同但可变温度下进入一个共用管的至少两股流体流的流量。一个感温元件位于共用管中，用于确定阀门的位置，设置该元件，从而把穿过共用管的流体混合物保持在预定的温度范围内，传入流的温度使其能够保持这个预定的温度范围。在减少的预定范围内在此产生温度调节。系统不允许具有大范围的输出温度。另外，不提供吸力，因此在操作期间没有栗送效应。
[0010]文件WO98/37312涉及一种燃气轮机的控制阀，其用于调整间接燃气轮机的进气温度，位于透平膨胀机入口处。该控制阀在具有间接燃气轮机的能量生产系统中是非常有用的。此外，所述系统不允许抽吸，因此没有栗送效应。另一方面，与前述文件不同，它允许改变出口温度设定。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种混合栗，换言之，一种通过栗送效应进行注入的系统，其中，例如，强制吸入热空气导致能够在一定的操作温度范围内吸入冷空气的气流，所述操作温度范围尽可能宽，而不会使相应加热系统的栗送效应中断，尤其是对加热系统而言。有利的是，提出的系统在加热要求苛刻的情况下(外部温度以及冷空气温度非常低，例如，-40°C)与加热要求适中的情况下(适中的外部温度，例如，15°C)运转一样好。
[0012]优选地，所提出的混合栗的设计尽可能简单。其尺寸和/或重量有利地适中。本发明的栗优选地还易于调整和/或高度可靠，和/或价格适中。
[0013]为此，本发明提供一种混合栗，所述混合栗包括被称为冷空气管的一个气道、被称为热空气进气口的通向冷空气管的一个进气口、以及用于把来自热空气进气口的空气注入冷空气管的工具。
[0014]根据本发明，热空气进气口通向至少局部设置在冷空气管中的一个膛室，注入工具具有至少一个开口，用于把膛室内部连接到冷空气管内部，以及用于更改穿过把膛室内部连接到冷空气管内部的至少一个开口的流动面积的工具。
[0015]这样创造了具有变流面积的注入系统，其中，热空气放在处于与热空气输出压力相对应的高压下的膛室中。因此，即使热空气的流动面积较小，热空气的压力也仍较高，这样能够达到显著的注入速度，足以吸引大量的冷空气。因此，所提出的系统解决了与栗送效应中断相关的问题。
[0016]为了促进两种气流很好地混合，冷空气管是按照第一方向纵向延伸的管，而且将其设置为使膛室为圆柱形的管状，所述管状按照大体垂直于第一方向的第二方向延伸。为了使热空气流在冷空气流中很好地分布，膛室优选地形成在穿过冷空气管的管中。
[0017]这是放在冷空气管中的一个膛室，因为其尺寸与冷空气管的尺寸相比并不是无关紧要的。作为一个非限制性实例，例如，膛室的直径为位于所述膛室处的冷空气管的直径的1/8至1/2之间。此外，与每个开口的直径相比，膛室的尺寸相当大。例如，可以使膛室的直径至少为最大开口的直径的两倍。因此，即使有多个开口，也能够确保足够的热空气流。
[0018]为了使热空气流在冷空气流中更好地分布，而且为了使热空气流动面积尽可能适应，优选地形成多个开口，把膛室的内部连接到冷空气管的内部。于是，如上所述，系统成为具有变流面积的注入系统，但也是一个多注入器系统。
[0019]在本发明的混合栗中，为了促进退出膛室、穿过每个开口的热空气吸收冷空气，优选地相对于冷空气管中的空气流，在膛室的下游侧形成每个开口。
[0020]—个优选实施例规定在固定壁上形成至少一个开口，而且用于更改穿过把膛室内部连接到冷空气管内部的开口的流动面积的工具包括一个可移动壁，所述可移动壁和固定壁的形状相配，并且可以相对于固定壁滑动，从而或多或少地覆盖固定壁的每个开口。这个实施例能够制造重量减轻的紧凑的混合栗。关于这个有利的实施例，当这个管是按照第一方向纵向延伸的管，而且膛室为沿着大体垂直于第一方向的第二方向延伸的圆柱形管状时，例如，更改穿过至少一个开口的流动面积的工具包括一个阀门，所述阀门的形式为圆柱形管，其外径大体上与膛室内径相对应，而且具有至少一个窗口，所述窗口的形状和位置使得在阀门的一个位置上，膛室的每个开口都被覆盖，而在阀门的另一个位置上，则完全露出每个开口。这实现了与回转阀系统(也被称作柱塞阀)相比拟的套筒/阀类型的系统。根据本发明的混合栗还可以包括使阀门旋转的一个执行器，从而逐步暴露膛室的每个开口，从完全覆盖的位置到完全露出的位置。例如，该执行器是由一个采集与控制系统控制的，所述采集与控制系统与位于注入系统下游的温度传感器配合。
[0021]本发明还涉及一种航空器的加热系统，尤其是直升机的加热系统，其特征在于，它包括如上所述的一个混合栗。
【附图说明】
[0022]参考附图，通过下文描述，本发明的细节和优点将变得显而易见，在附图中:
[0023]图1是阐释本发明的示意图；
[0024]图2是本发明的混合栗的一个优选实施例的纵向截面图；
[0025]图3是图2的混合栗的纵向截面透视图；
[0026]图4是图2和图3的栗的横截面透视图，以及
[0027]图5A至图5E阐释了前述各图中所阐释的混合栗的操作原理。
【具体实施方式】
[0028]图1阐释了根据本发明的一个混合栗2的一个优选实施例的总体结构。
[0029]所显示的混合栗2安装在冷空气入口 4的下游和温暖空气出口 6的上游。它包括一个主管道，一个混合段8、一个热空气进气口 10、以及把来自冷空气入口 4的气流与由热空气进气口 10引导到混合栗2的气流混合的工具位于所述主管道之内。混合工具包括一个阀门12，所述阀门设置在一个套筒14中，并界定一个膛室16。
[0030]提供一个执行器18，用于调整套筒14中阀门12的位置。执行器18是由采集与控制系统20控制的，所述采集与控制系统具体是与温度传感器22相关联的。执行器18优选地是电气的。然而，根据环境，例如，也可以具有一个气动装置，例如，所述气动装置具有一个单动式气动执行器、一个连杆以及用于改变气动执行器膛室内的压力的一个电动-气动调节器。因此可以通过连杆调整阀门12的位置。
[0031]图2更详细地显示了图1的混合栗2。我们可以识别出纵向管、主管道，连同其纵轴
24。其设置使得主管道中的空气在图1和图2中从左流向右，如图1中的箭头所示。当空气离开空气入口 4时，它进入冷空气管，其中，热空气进气口 10进一步到达下游。然后冷空气管朝混合段8变窄。一个加宽区域设置在混合段8和通向温暖空气出口 6的连接区域之间。
[0032]冷空气管的下游是具有套筒14和阀门12的混合工具。
[0033]在此所阐释的优选实施例中，套筒14构成一个膛室16，通过连接到图1所示的热空气进气口 10为所述膛室供应热空气。例如，通过一个法兰28实现与热空气进气口 10的连接。套筒14的形式为穿过冷空气管下游端的圆柱形管，优选地大体垂直于纵轴24延伸(套筒14的轴优选地与纵轴24相交，但是出于节省空间的原因或其它原因，可以考虑抵消)。开口 30，在此数量为三个，是在套筒14壁中形成的，从而在膛室16内部和冷空气管内部之间提供连接。如图5A至图5E中所示，例如，这些开口 30大体为圆形(前视