氣體混合泵，尤其是用于加熱系統的氣體混合泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氣體混合栗，尤其是用于加熱系統的氣體混合栗。
【背景技術】
[0002]更具體而言，本發明的范圍是航空器的駕駛艙或機艙中的空氣的管理(為簡單起見，在下文中，機艙用于指代兩者)，例如所述航空器是直升機，但也可以是飛機。為了加熱機艙內部，眾所周知的是采集退出發動機的熱空氣，并且提取未使用的卡路里來加熱相應航空器的機艙。
[0003]退出發動機的熱空氣不能直接用于加熱機艙。該空氣壓力太高，而且溫度太高，無法按現狀將其發送到機艙。因此，該加壓的熱空氣與從機艙外采集的低壓、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，該閥門是電驅動的。
[0005]例如，混合栗包括一個熱空氣注入器，例如，所述熱空氣注入器具有一個恒流面積，設置在冷空氣管中。因為熱空氣的壓力相當高，所以在把熱空氣注入冷空氣管時，熱空氣攜帶冷空氣，而且在把熱空氣引入航空器的機艙之前，熱空氣與冷空氣混合。在這種系統中，當控制閥改變注入到注入器上游的冷空氣管內熱空氣的流量時，所述閥門造成相應的壓力損失，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，這樣也會降低注入器中熱空氣的壓力，并因此降低空氣注入速度，這樣會破壞栗送效應，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)，這樣會導致加熱系統關閉，以避免位于混合栗下游的部件過熱。
[0007]例如，在文件FR 626 267中公開了一種現有技術的混合栗。
[0008]文件EP2150867也公開了一種混合栗。在這個現有技術的文件中所述的導致本發明的技術問題是提供一種氣體混合栗，所述氣體混合栗能夠根據設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；混合氣體的一個出口管;設置在所述HP氣體供應管線中的一個氣動執行器，包括一個可動活塞，所述可動活塞與位于所述管線中的一個閥門成為一體，以確定HP氣體流進入所述混合室的面積，所述可動活塞的控制室供有壓力，所述壓力確定所述可動活塞的位置;一個氣動回路，其設置在壓力源和所述控制室之間，所述氣動回路包括至少一個設置的泄漏閥，所述泄漏閥適合在氣動回路中產生泄漏，以改變向所述控制室供應的壓力。
[0009]在其他技術領域中，也存在混合熱空氣和冷空氣的系統。例如，在機動車的發動機中，文件FR 2 026 587提供一種感溫閥箱，所述感溫閥箱包括一個震蕩閥，設置所述震蕩閥來調整在不同但可變溫度下進入一個共用管的至少兩股流體流的流量。一個感溫元件位于共用管中，用于確定閥門的位置，設置該元件，從而把穿過共用管的流體混合物保持在預定的溫度范圍內，傳入流的溫度使其能夠保持這個預定的溫度范圍。在減少的預定范圍內在此產生溫度調節。系統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。
[0010]文件WO98/37312涉及一種燃氣輪機的控制閥，其用于調整間接燃氣輪機的進氣溫度，位于透平膨脹機入口處。該控制閥在具有間接燃氣輪機的能量生產系統中是非常有用的。此外，所述系統不允許抽吸，因此沒有栗送效應。另一方面，與前述文件不同，它允許改變出口溫度設定。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是提供一種混合栗，換言之，一種通過栗送效應進行注入的系統，其中，例如，強制吸入熱空氣導致能夠在一定的操作溫度范圍內吸入冷空氣的氣流，所述操作溫度范圍盡可能寬，而不會使相應加熱系統的栗送效應中斷，尤其是對加熱系統而言。有利的是，提出的系統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)運轉一樣好。
[0012]優選地，所提出的混合栗的設計盡可能簡單。其尺寸和/或重量有利地適中。本發明的栗優選地還易于調整和/或高度可靠，和/或價格適中。
[0013]為此，本發明提供一種混合栗，所述混合栗包括被稱為冷空氣管的一個氣道、被稱為熱空氣進氣口的通向冷空氣管的一個進氣口、以及用于把來自熱空氣進氣口的空氣注入冷空氣管的工具。
[0014]根據本發明，熱空氣進氣口通向至少局部設置在冷空氣管中的一個膛室，注入工具具有至少一個開口，用于把膛室內部連接到冷空氣管內部，以及用于更改穿過把膛室內部連接到冷空氣管內部的至少一個開口的流動面積的工具。
[0015]這樣創造了具有變流面積的注入系統，其中，熱空氣放在處于與熱空氣輸出壓力相對應的高壓下的膛室中。因此，即使熱空氣的流動面積較小，熱空氣的壓力也仍較高，這樣能夠達到顯著的注入速度，足以吸引大量的冷空氣。因此，所提出的系統解決了與栗送效應中斷相關的問題。
[0016]為了促進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膛室，因為其尺寸與冷空氣管的尺寸相比并不是無關緊要的。作為一個非限制性實例，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，與每個開口的直徑相比，膛室的尺寸相當大。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面積盡可能適應，優選地形成多個開口，把膛室的內部連接到冷空氣管的內部。于是，如上所述，系統成為具有變流面積的注入系統，但也是一個多注入器系統。
[0019]在本發明的混合栗中，為了促進退出膛室、穿過每個開口的熱空氣吸收冷空氣，優選地相對于冷空氣管中的空氣流，在膛室的下游側形成每個開口。
[0020]—個優選實施例規定在固定壁上形成至少一個開口，而且用于更改穿過把膛室內部連接到冷空氣管內部的開口的流動面積的工具包括一個可移動壁，所述可移動壁和固定壁的形狀相配，并且可以相對于固定壁滑動，從而或多或少地覆蓋固定壁的每個開口。這個實施例能夠制造重量減輕的緊湊的混合栗。關于這個有利的實施例，當這個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，例如，更改穿過至少一個開口的流動面積的工具包括一個閥門，所述閥門的形式為圓柱形管，其外徑大體上與膛室內徑相對應，而且具有至少一個窗口，所述窗口的形狀和位置使得在閥門的一個位置上，膛室的每個開口都被覆蓋，而在閥門的另一個位置上，則完全露出每個開口。這實現了與回轉閥系統(也被稱作柱塞閥)相比擬的套筒/閥類型的系統。根據本發明的混合栗還可以包括使閥門旋轉的一個執行器，從而逐步暴露膛室的每個開口，從完全覆蓋的位置到完全露出的位置。例如，該執行器是由一個采集與控制系統控制的，所述采集與控制系統與位于注入系統下游的溫度傳感器配合。
[0021]本發明還涉及一種航空器的加熱系統，尤其是直升機的加熱系統，其特征在于，它包括如上所述的一個混合栗。
【附圖說明】
[0022]參考附圖，通過下文描述，本發明的細節和優點將變得顯而易見，在附圖中:
[0023]圖1是闡釋本發明的示意圖；
[0024]圖2是本發明的混合栗的一個優選實施例的縱向截面圖；
[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。
【具體實施方式】
[0028]圖1闡釋了根據本發明的一個混合栗2的一個優選實施例的總體結構。
[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。它包括一個主管道，一個混合段8、一個熱空氣進氣口 10、以及把來自冷空氣入口 4的氣流與由熱空氣進氣口 10引導到混合栗2的氣流混合的工具位于所述主管道之內。混合工具包括一個閥門12，所述閥門設置在一個套筒14中，并界定一個膛室16。
[0030]提供一個執行器18，用于調整套筒14中閥門12的位置。執行器18是由采集與控制系統20控制的，所述采集與控制系統具體是與溫度傳感器22相關聯的。執行器18優選地是電氣的。然而，根據環境，例如，也可以具有一個氣動裝置，例如，所述氣動裝置具有一個單動式氣動執行器、一個連桿以及用于改變氣動執行器膛室內的壓力的一個電動-氣動調節器。因此可以通過連桿調整閥門12的位置。
[0031]圖2更詳細地顯示了圖1的混合栗2。我們可以識別出縱向管、主管道，連同其縱軸
24。其設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。當空氣離開空氣入口 4時，它進入冷空氣管，其中，熱空氣進氣口 10進一步到達下游。然后冷空氣管朝混合段8變窄。一個加寬區域設置在混合段8和通向溫暖空氣出口 6的連接區域之間。
[0032]冷空氣管的下游是具有套筒14和閥門12的混合工具。
[0033]在此所闡釋的優選實施例中，套筒14構成一個膛室16，通過連接到圖1所示的熱空氣進氣口 10為所述膛室供應熱空氣。例如，通過一個法蘭28實現與熱空氣進氣口 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，優選地大體垂直于縱軸24延伸(套筒14的軸優選地與縱軸24相交，但是出于節省空間的原因或其它原因，可以考慮抵消)。開口 30，在此數量為三個，是在套筒14壁中形成的，從而在膛室16內部和冷空氣管內部之間提供連接。如圖5A至圖5E中所示，例如，這些開口 30大體為圓形(前視