本發(fā)明的示例性實(shí)施方案大體上涉及飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及這種環(huán)境控制系統(tǒng)得到再循環(huán)熱交換器。

背景技術(shù)：

飛機(jī)和其他交通工具的環(huán)境控制系統(tǒng)(ecs)用于為飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的乘客和機(jī)組人員提供調(diào)節(jié)的氣流。一種類型的環(huán)境控制系統(tǒng)通常通過從位于ecs設(shè)備艙附近的沖壓空氣入口接收新鮮空氣來操作。新鮮沖壓空氣被供應(yīng)到至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)，所述空氣壓縮機(jī)將空氣壓力升高到例如機(jī)艙的期望空氣壓力。從至少一個(gè)空氣壓縮機(jī)，空氣被供應(yīng)到任選的臭氧轉(zhuǎn)換器。因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)產(chǎn)生熱，空氣隨后被供應(yīng)到空調(diào)包，在所述空調(diào)包中空氣在輸送到機(jī)艙之前被冷卻。

從機(jī)艙排出的空氣(還被稱為再循環(huán)空氣)被提供給再循環(huán)熱交換器，其中空氣在與冷的新鮮空氣混合之前被冷卻并返回到機(jī)艙。隨著飛機(jī)機(jī)艙的尺寸和機(jī)艙熱負(fù)載增加，對(duì)ecs的需求也增加。常規(guī)ecs難以滿足這種飛機(jī)的更大冷卻要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供用在飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)中的再循環(huán)熱交換器，所述再循環(huán)熱交換器具有多個(gè)交替堆疊的第一流體層和第二流體層。矩形芯具有約4.750英寸(12.065cm)的寬度和約10.6英寸(26.924cm)的長度。第一空氣集管與芯的第一表面相鄰布置，并且第二空氣集管與芯的第二相背對(duì)表面相鄰布置。第一空氣集管和第二空氣集管形成第一流體的流動(dòng)路徑的一部分。第一流體集管與第三表面相鄰布置，并且第二流體集管與芯的第四表面相鄰布置。第一流體集管和第二流體集管形成第二流體的流動(dòng)路徑，所述流動(dòng)路徑具有多通道逆流配置。

附圖說明

在本說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求書中具體指出并明確要求保護(hù)被認(rèn)為是本發(fā)明的主題。本發(fā)明的前述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述中顯而易見，在附圖中：

圖1是飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的再循環(huán)熱交換器的透視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的圖2的再循環(huán)熱交換器的芯的透視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的芯的第一流體層的實(shí)例的前視圖；并且

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的芯的第二流體層的實(shí)例的前視圖。

詳細(xì)描述參考附圖通過實(shí)例的方式來解釋本發(fā)明的實(shí)施方案以及優(yōu)點(diǎn)和特征。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)參考圖1，更詳細(xì)地示出飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)(ecs)20的實(shí)例的示意圖。ecs20被配置來從飛機(jī)的外部接收空氣作為新鮮的沖壓空氣并且從飛機(jī)機(jī)身或另一內(nèi)部空間接收空氣作為再循環(huán)空氣。新鮮沖壓空氣被供應(yīng)給包括多個(gè)常規(guī)部件的ecs包22，所述常規(guī)部件包括至少一個(gè)熱交換器(未示出)。在ecs包22內(nèi)，新鮮空氣通過與沖壓空氣的熱交換被調(diào)節(jié)，使得冷的加壓空氣被提供給下游混合器24并隨后提供給飛機(jī)分配系統(tǒng)26。

在提供給ecs包22之前，沖壓空氣被配置來穿過液體冷卻回路28的熱交換器30。在熱交換器30內(nèi)，沖壓空氣被配置來吸收熱，從而冷卻蒸汽冷卻回路28內(nèi)的液體。液體冷卻回路28另外包括再循環(huán)熱交換器32。

多數(shù)再循環(huán)空氣使用再循環(huán)風(fēng)扇34從機(jī)艙傳遞回到ecs20。再循環(huán)風(fēng)扇34被配置來將再循環(huán)空氣供應(yīng)到再循環(huán)熱交換器32以進(jìn)行冷卻之前通過過濾器36抽吸再循環(huán)空氣。冷卻的再循環(huán)空氣離開再循環(huán)熱交換器32并且隨后在供應(yīng)到飛機(jī)分配系統(tǒng)26之前與混合器24中的新鮮空氣混合。

現(xiàn)在參考圖2，更詳細(xì)地示出再循環(huán)熱交換器26的實(shí)例。再循環(huán)熱交換器26為大體矩形形狀?？諝馊肟诩?0、空氣出口集管72、液體入口集管74以及液體出口集管76布置成與熱交換器32的芯80流體連通，使得熱被配置來在熱交換器32內(nèi)從再循環(huán)空氣傳遞到液體。如圖所示，空氣入口集管70和空氣出口集管72與相背對(duì)表面例如像芯80的前面和背面相鄰設(shè)置。然而，在其他實(shí)施方案中，諸如在熱交換器32內(nèi)的空氣流具有多通道配置的情況下，空氣入口70和空氣出口72可與芯80的同一表面相鄰定位。類似地，圖2中示出的液體入口74和液體出口76分別與芯80的相背對(duì)表面例如芯80的右側(cè)面和左側(cè)面相鄰布置。然而，在其他實(shí)施方案中，諸如在穿過熱交換器32的液體流動(dòng)路徑具有多通道配置的情況下，液體入口74和液體出口76可布置在芯80的同一側(cè)面上。

圖3-5中示出再循環(huán)熱交換器32的芯80的構(gòu)造的細(xì)節(jié)。更具體地，再循環(huán)熱交換器32的芯80具有板翅構(gòu)造，具有穿過其的第一溫流體(空氣)和第二冷流體的交叉流。在一個(gè)實(shí)施方案中，芯80具有約4.750英寸(12.065cm)的寬度w和約10.6英寸(26.924cm)的長度l。熱交換器32的芯80包括多個(gè)第一流體層100和第二流體層200。第一流體層100具有流體通路，使得第一流體例如像溫暖再循環(huán)空氣在由箭頭f1指示的第一方向上流過芯80。第二流體層200具有流體通路，使得第二流體例如液體冷卻劑在由箭頭f2指示的第二方向上流過芯80。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二流體流的方向基本垂直于第一流體流的方向。第一流體層100和第二流體層200沿所述芯的高度h交替堆疊。薄板300將相鄰流體層100、200分開。在一個(gè)實(shí)施方案中，薄板300具有約0.016英寸(0.0406cm)的厚度。

參考圖4-5，相應(yīng)地示出第一流體層100和第二流體層200的實(shí)例。每個(gè)第一流體層100和第二流體層200分別具有多個(gè)波紋翅片102、202，所述波紋翅片102、202跨每個(gè)流體層形成流體通路。示例性第一流體層100的波紋翅片102從流體聯(lián)接到空氣入口70的相鄰第一入口邊104延伸到流體聯(lián)接到空氣出口72的第二出口邊106。第一流體跨第一流體層100在入口邊104與出口邊106之間流動(dòng)的距離為第一流體流動(dòng)長度lf1。類似地，示例性第二流體層200的波紋翅片202從流體聯(lián)接到液體入口集管74的第一入口邊210延伸到流體連接到液體出口76的層200的第二出口邊212。第二流體層200的翅片202可布置成限定每個(gè)層200內(nèi)的多個(gè)通道。在示出的非限制性實(shí)施方案中，每個(gè)第二流體層200具有三通道逆流配置。第二流體穿過第二流體層200的流動(dòng)路徑的總距離為第二流體流動(dòng)長度lf2。

第一流體層100和第二流體層200兩者的翅片配置可能但不必在芯80的高度h上保持恒定。第一流體層100和第二流體層200的波紋翅片102、202的配置由翅片高度、翅片厚度以及每長度翅片的數(shù)量限定。第一流體層100的波紋翅片102具有約0.324英寸(0.8230cm)的翅片高度、約0.003英寸(0.0076cm)的翅片厚度以及約26.5翅片/英寸(10.43翅片/厘米)的翅片密度。第二流體層200的波紋翅片202具有約0.087英寸(0.2210cm)的翅片高度、約0.004英寸(0.0106cm)的翅片厚度以及約30翅片/英寸(11.81翅片/厘米)的翅片密度。除了入口邊104和出口邊106之外的層的其他邊由封閉桿108、204、208覆蓋以便防止替換路徑中的流體流。在一個(gè)實(shí)施方案中，封閉桿108、204、208具有約0.150英寸(0.381cm)的寬度或高度。

如圖4所示，第一流體層100的翅片配置跨層的流動(dòng)長度不均勻。在一個(gè)實(shí)施方案中，防護(hù)翅片120與每個(gè)第一流體層100的入口104和出口106相鄰。防護(hù)翅片120可具有直的或波紋配置。第一流體層100的防護(hù)翅片120可具有約0.324英寸(0.86cm)的翅片高度、約0.012英寸(0.0305cm)的翅片厚度以及約每英寸9個(gè)翅片(每厘米3.54個(gè)翅片)的翅片密度。

在再循環(huán)熱交換器內(nèi)，使用液體冷卻劑冷卻來自飛機(jī)機(jī)艙的溫暖再循環(huán)空氣。此外，取決于ecs的冷卻要求和空氣分配架構(gòu)，與常規(guī)ecs相比較，再循環(huán)熱交換器32可布置在飛機(jī)內(nèi)的不同位置處。在一個(gè)實(shí)施方案中，再循環(huán)熱交換器32定位在分配艙內(nèi)。在其他實(shí)施方案中，再循環(huán)熱交換器32位于未加壓設(shè)備艙內(nèi)。通過重新定位再循環(huán)熱交換器32，熱交換器的尺寸可增加，導(dǎo)致更有效的熱傳遞。

雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)易于理解，本發(fā)明不限于此類公開的實(shí)施方案。相反，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改，以并入以上未描述但與本發(fā)明精神和范圍相稱的任何數(shù)量的變化、改變、替代或等同布置。另外，雖然已描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方案，但應(yīng)理解，本發(fā)明的方面可僅包括所述實(shí)施方案中的一些。因此，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明受限于前面的描述，而是僅受限于所附的權(quán)利要求書的范圍。