[发明专利]改进型热交换器

说明书

技术领域

本发明的典型实施例主要涉及航空器（aircraft）的环境控制系统，且更特别地，本发明的典型实施例涉及这种环境控制系统的初级热交换器。

背景技术

用于航空器和其他交通工具的环境控制系统（ECS）用来为航空器内的乘客和工作人员提供经过调节的空气流。一种类型的环境控制系统的通常操作方式是将新鲜空气接收进入位于ECS设备舱附近的冲压空气进气装置内。新鲜的冲压空气（ram air）被供应至至少一个由电动马达驱动的空气压缩机，所述空气压缩机将空气压力提升至例如所述舱室所需的空气压力。所述空气从所述至少一个空气压缩机被供应至可选的臭氧转换器。由于空气压缩产生了热量，因此空气随后被供应至空气调节组件，在所述空气调节组件中，空气在被运输至所述舱室之前被冷却。

随着航空器舱室尺寸的增加，对ECS的需求也在增加。具有常规的初级热交换器的ECS难以满足这种航空器更大的冷却要求。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种在航空器的环境控制系统中使用的初级热交换器，所述初级热交换器具有矩形芯体。所述芯体包括多个交替叠置的第一流体层和第二流体层。所述芯体的长宽比为约4.88且宽高比为约2.37。第一集管被定位在与所述芯体的第一表面相邻的位置处，且第二集管被定位在与所述芯体的第二相对表面相邻的位置处。所述第一集管和所述第二集管形成了用于第一流体的流动路径的一部分。入口凸缘被定位在与所述芯体的第三表面相邻的位置处。出口凸缘被定位在与所述芯体的第四相对表面相邻的位置处以便形成用于第二流体的流动路径的一部分。

附图说明

本发明的主题在作为说明书结尾部分的权利要求书中被特定地指出并清晰地主张。下面将通过以下具体实施方式并结合附图对本发明的前述及其他特征和优点进行描述，其中：

图1是航空器的环境控制系统的一部分的透视图；

图2是根据本发明的一个实施例的初级热交换器的透视图；

图3是根据本发明的一个实施例的初级热交换器的另一可选透视图；

图4是根据本发明的一个实施例的初级热交换器芯体的透视图；

图5A和图5B是根据本发明的一个实施例的典型的第一流体层的前视图和侧视图；

图6A和图6B是根据本发明的一个实施例的典型的第二流体层的前视图和侧视图；和

图7是根据本发明的一个实施例的具有薄翅构型的典型的第二流体层的前视图。

下面将结合附图通过具体实施方式对本发明的实施例以及优点和特征进行描述。

具体实施方式

现在参见图1，图中示出了在航空器上使用的环境控制系统（ECS）的一部分，例如空气调节ECS组件100。ECS通常包括多个部件，如蒸气循环系统、涡轮压缩机、初级热交换器110、和被紧密地封装以便限定出ECS组件100的其他部件。ECS组件100被安装在航空器的ECS舱内。在一个实施例中，ECS组件100被安装在与前翼梁（front spar）10和龙骨梁（keel beam）20相邻的位置处，所述龙骨梁位于航空器机身与机翼之间的界面处。

现在参见图2和图3，图中示出了ECS组件100的初级热交换器110的两个不同视图。初级热交换器110大体上呈矩形形状且被芯体112结构性地支撑。热交换器110的芯体112位于两个大体上相似的热集管114、118之间的中心位置处。第一热集管114和第二热集管118被分别流体连通地连接至芯体112的第一表面112a和第二表面112b，以便形成穿过芯体112的流体流动路径。在一个实施例中，热集管114、118大体上呈D形且由挤出铝构成。入口凸缘122和出口凸缘124限定出热交换器芯体112的第三表面112c和第四表面112d的边缘。第三表面112c和第四表面112d是彼此相对的表面且与彼此相对的第一表面112a和第二表面112b清晰地区分开。在一个实施例中，入口凸缘122和出口凸缘124限定出芯体112的具有最大表面积的表面的边缘。