本發(fā)明涉及飛機環(huán)境控制系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的混合室。

背景技術(shù)：

混合室作為運輸類飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的重要部件，它將來自空調(diào)組件的新鮮空氣和來自客艙的再循環(huán)空氣混合均勻，送入駕駛艙、客艙區(qū)域，實現(xiàn)駕駛艙、客艙的溫度調(diào)節(jié)。由于兩股氣流溫度、壓力均存在差異，混合過程中會有紊流、漩渦等而形成明顯的空氣動力性噪聲，并有冷凝水析出。另外，環(huán)境控制系統(tǒng)混合室上游制冷組件中渦輪處產(chǎn)生的噪音會明顯的影響到下游，傳播到混合室處與混合室處自身產(chǎn)生噪聲進行疊加，使得系統(tǒng)在混合室處噪聲問題不容忽視，需要進行有效控制，而混合室下游管路次生噪聲量級相對較小，不需要做單獨降噪處理。

目前，運輸類飛機上環(huán)境控制系統(tǒng)中的混合室設(shè)計一般僅能保證氣流溫度混合均勻的性能，本身沒有降噪設(shè)計，使得系統(tǒng)在此處形成的氣流噪聲不能及時得到控制，對于小型客機，布置空間有限，會使得混合室處噪聲對艙內(nèi)影響程度更為明顯，甚至?xí)绊懽摰氖孢m性。另外，大部分飛機混合室沒有排水處理，有個別飛機有簡單的排水口設(shè)置，但是除水效果欠佳，會存在混合室內(nèi)因冷凝水存在導(dǎo)致的細菌滋生問題，如果被混合氣流帶到座艙則會影響艙內(nèi)空氣品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：提供一種具有降噪排水功能的應(yīng)用于飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的混合室。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種應(yīng)用于飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的混合室，其特征為：所述的混合室內(nèi)設(shè)置有兩層消音層，所述的消音層為鋁制微穿孔板。

優(yōu)選地，所述的混合室包括預(yù)混合管路和混合室本體，預(yù)混合管路與進口和混合室本體連通，在預(yù)混合管路內(nèi)設(shè)置有擾流板，擾流板將預(yù)混合管路均分為兩部分。

優(yōu)選地，擾流板厚度為1-2mm。

優(yōu)選地，所述的擾流板和混合室為鋁制材料。

優(yōu)選地，在混合室的底部設(shè)置有排水口。

優(yōu)選地，混合室外殼與外層消聲層之間間隔10mm，外層消聲層和內(nèi)層消聲層之間間隔20mm。

優(yōu)選地，鋁制微穿孔板上開孔直徑為Φ0.8mm，外層和內(nèi)層消聲層穿孔率分別為2％和5％，消聲層厚度均為0.8mm。

優(yōu)選地，開孔分布為錯排均勻布置。

本發(fā)明的有益效果：本技術(shù)方案使得飛機環(huán)境控制系統(tǒng)中混合室內(nèi)氣體溫度混合均勻性更好，能夠有效降低混合室內(nèi)氣流噪聲，并且可以有效排除混合室內(nèi)形成的冷凝水，使得從混合室出來供往駕駛艙和客艙的空氣品質(zhì)得到提升。

附圖說明

圖1混合室結(jié)構(gòu)示意圖

圖2a預(yù)混合管路組成俯視圖

圖2b預(yù)混合管路組成側(cè)視圖

圖3擾流板8形狀示意圖

圖4a混合室本體組成俯視圖

圖4b混合室本體組成側(cè)視圖

圖5金屬支撐形式示意圖

圖6消聲層上微穿孔分布示意圖

圖7混合室本體進口段消聲層開孔處密封鋁板

圖8混合室本體駕駛艙供氣出口段消聲層開孔處密封鋁板

具體實施方式

根據(jù)飛機環(huán)境控制系統(tǒng)中空氣分配原理和飛機上布置空間限制等，通常混合室結(jié)構(gòu)形式進出口設(shè)置情況等會存在差異。一般情況下，混合室典型功能進出口應(yīng)包括兩個制冷供氣入口、兩個再循環(huán)供氣入口、座艙供氣出口，有的還包括地面通風(fēng)入口、應(yīng)急通風(fēng)入口。現(xiàn)在以一種包含典型功能接口的混合室為例，進行技術(shù)方案說明，但本發(fā)明技術(shù)不限于此例展示的混合室結(jié)構(gòu)形式：

如圖1所示，由于布置于地板下，布置空間有限，并且兼顧維修性考慮，本發(fā)明所提的混合室結(jié)構(gòu)由預(yù)混合管路1和混合室本體2兩部分組成，二者的空間結(jié)構(gòu)尺寸主要是以有利于溫度混合均勻性進行確定。預(yù)混合管路1和混合室本體2以法蘭盤通過螺接的方式進行連接，圖中螺栓、螺母和墊圈組件未顯示，中間以密封墊3密封，除了密封墊采用橡膠材料外，其他所有結(jié)構(gòu)材料均為鋁。預(yù)混合管路1和混合室本體2具體結(jié)構(gòu)形式如下：

如圖2a、圖2b所示，預(yù)混合管路均由厚度為1～2mm的鋁板組成，為左右完全對稱結(jié)構(gòu)，包含左再循環(huán)供氣入口4、右再循環(huán)供氣入口5、左制冷供氣入口6、右制冷供氣入口7，用于與混合室本體進口相連的出口9，在預(yù)混合管路內(nèi)設(shè)置一個厚度為1～2mm的擾流板8，形狀如圖3所示，將預(yù)混合管路均分成兩部分，擾流板與預(yù)混合管路焊接在一起，將兩側(cè)氣流完全分隔開，到進入混合室本體進口處再匯合。經(jīng)過仿真計算表明該預(yù)混合管路能夠使上四路氣流混合達到良好的預(yù)先混合效果，而且氣流經(jīng)過預(yù)混合管路后，流場變得比較規(guī)則，呈現(xiàn)出相對擾流板近似對稱分布的趨勢。

如圖4a、圖4b所示，混合室本體進出口包含：與預(yù)混合管路出口9對接的一個進口10、左客艙供氣出口11、右客艙供氣出口12、駕駛艙供氣出口13、帶集水凹槽的排水口14。混合室本體內(nèi)還包含兩層微穿孔板消聲層15和16，混合室外殼與外層消聲層16之間間隔10mm，外層消聲層16和內(nèi)層消聲層15之間間隔20mm，為保證結(jié)構(gòu)強度，可以在外層消聲層16與混合室外殼之間、兩層消聲層之間均設(shè)置金屬支撐，結(jié)構(gòu)及布置形式可參考如圖5所示的半工字型金屬支撐19、20，金屬支撐與兩端結(jié)構(gòu)可采用點焊固定。具體金屬支撐形式、數(shù)量和位置由強度設(shè)計要求確定，以滿足各層結(jié)構(gòu)強度設(shè)計要求，并保證各個結(jié)構(gòu)面強度和消聲層之間空氣層厚度均勻。

上述混合室本體外殼采用1.5mm厚的鋁板，兩層消聲層均為厚度0.8mm的鋁板，消聲層上開孔直徑為Φ0.8mm，外層和內(nèi)層消聲層穿孔率分別為2％和5％，開孔分布為錯排均勻布置，如圖6所示。本發(fā)明的消聲原理主要是利用混合室內(nèi)氣流在雙層消聲層上微穿孔中的摩擦損失將聲能轉(zhuǎn)化為熱能進行消聲的。當(dāng)選擇不同的穿孔率和板厚不同的腔深，就可以控制消聲器的頻譜性能，使其在需要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消聲效果。因此，上述消聲層厚度、穿孔率，以及消聲層之間、消聲層與混合室外殼之間的間隙等參數(shù)僅供參考，均可以根據(jù)不同飛機的實際設(shè)計要求或限制，如降噪要求、布置空間等，進行適應(yīng)性調(diào)整。

需要注意的是：在混合室本體各個進出口處雙層消聲層開孔處，即雙層消聲層之間、以及外層消聲層與混合室外殼之間端面用厚度1mm的鋁板，所述的鋁板為圓柱面或多邊形環(huán)面、圓環(huán)面，進行封堵以防止氣體竄流，其中：采用圓柱面形式進行封堵的是左客艙供氣出口11和右客艙供氣出口12處，直接分別與兩個出口管路連通成一體，如圖4a中的局部剖切圖A；而采用環(huán)面形式封堵的是進口10和駕駛艙供氣出口13處，兩處相應(yīng)的環(huán)面結(jié)構(gòu)如圖7和圖8所示中多邊形環(huán)狀密封板17和圓環(huán)狀密封板18。注意保證各個封堵處氣流的有效流通面積，避免在進出口處形成氣流速度突變，產(chǎn)生空氣振動，從而保證良好的消聲效果。

此外，在混合室底部，以相對飛機上占位最低點為宜，設(shè)置的帶集水凹槽的排水口5，其通徑是根據(jù)混合室內(nèi)氣流混合熱平衡后冷凝水析出情況計算以及漏氣量指標(biāo)限制等綜合確定，不能隨意擴大，否則會導(dǎo)致混合室處氣體在排水口處泄漏量過大，浪費飛機環(huán)境控制系統(tǒng)氣源，還會影響消聲層消聲效果。

本發(fā)明的除水原理是：帶集水凹槽的排水口5與上述消聲層15和16之間的空腔綜合作用下，可以使混合室內(nèi)氣流混合時形成的冷凝水和進口氣流自帶的游離水等有效聚集在混合室下方的凹槽內(nèi)，再由排水口5排出，有利于混合室結(jié)構(gòu)防腐蝕，以及避免細菌滋生影響混合室供氣出口空氣品質(zhì)，有利于延長混合室使用壽命，尤其在高溫、高濕外環(huán)境下使用時此優(yōu)勢更為顯著。

上述除了排水口5外的所有進出口通徑均按照航標(biāo)對空氣分配管路內(nèi)氣流速度要求以及各出口流量需求進行設(shè)置，進出口與上下游管路連接方式不限于法蘭盤形式，可以根據(jù)飛機上布置空間及環(huán)境控制系統(tǒng)原理、經(jīng)濟性等方面綜合考慮確定，比如選擇凸凹接頭+卡箍形式。

另外，上述雙層消聲層上的微小開孔導(dǎo)致氣流在此形成的射流還有利于混合室本體內(nèi)氣流溫度混合均勻以及氣流水分析出。為了促進除水和保護混合室內(nèi)結(jié)構(gòu)，可以在混合室本體外殼內(nèi)壁、消聲層內(nèi)外表面均涂一層防水涂層。

本發(fā)明混合室設(shè)計技術(shù)經(jīng)過溫度均勻性試驗和噪聲測試試驗表明所采用的結(jié)構(gòu)形式能夠很好的滿足溫度混合均勻性要求，降噪效果明顯，并且能有有效排出混合室內(nèi)形成的冷凝水。此外，由于在混合室內(nèi)設(shè)置消音層進行降噪，避免了在空氣分配系統(tǒng)其他位置單獨增加消音器，既節(jié)省了布置空間，又有利于系統(tǒng)減重。