ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ Российский патент 2012 года по МПК F24F13/24 F24F13/08 

Область применения изобретения

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию оптимизированного по шуму воздухораспределителя, позволяющего избежать генерирования шума при переключении воздушного потока, в частности низкочастотного шума в системах вентиляции.

Предпосылки к созданию изобретения.

В системах вентиляции, которые используют, например, в летательных аппаратах, генерируется высокий уровень низкочастотного шума в области стыков между воздуховодами за счет переключения воздушного потока с выхода одного воздуховода в другой воздуховод. Скорость воздушного потока в некоторых воздуховодах, которые называют стояками, типично является очень высокой. Когда этот воздушный поток переключают в поперечные воздуховоды, этот воздушный поток необходимо направлять в обе стороны поперечного воздуховода. Распределение в обоих направлениях может быть различным, например может составлять 100% в одном направлении. Турбулентность, генерируемая в области стыка воздуховодов, является существенным источником низкочастотного шума. Этот шум не удается снизить за счет использования обычных глушителей. В частности, в салоне самолета, имеющего систему вентиляции, такой шум снижает комфорт пассажиров.

Сущность изобретения

Существует необходимость в создании воздухораспределителя, который позволяет исключить генерацию беспокоящего шума, возникающего при переключении воздушного потока, в частности позволяет снизить уровень беспокоящего низкочастотного шума.

Эта необходимость удовлетворена при помощи воздухораспределителя согласно изобретению, который имеет перфорированный корпус, выполненный с возможностью его ввода в область стыка между первым воздуховодом, идущим в первом направлении, и вторым воздуховодом, идущим во втором другом направлении, для переключения воздушного потока с выхода первого воздуховода во второй воздуховод, причем воздушный поток проходит через перфорации, предусмотренные в корпусе.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения корпус имеет Y-образную форму, причем базовый конец Y-образного корпуса ведет в первый воздуховод, а два верхних конца Y-образного корпуса ведут во второй воздуховод. Такой Y-образный корпус используют преимущественно для того, чтобы распределять воздушный поток во второй воздуховод в обоих направлениях.

В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения корпус имеет L-образную форму, причем одна ветвь L-образного корпуса ведет в первый воздуховод, а другая ветвь L-образного корпуса ведет во второй воздуховод. Такой L-образный корпус преимущественно используют для распределения воздушного потока во второй воздуховод главным образом в одном направлении. Перфорации также позволяют направлять компонент потока в другом направлении.

Когда корпус имеет L-образную форму, в соответствии с настоящим изобретением конец первого воздуховода соединен с концом второго воздуховода, причем указанные воздуховоды идут в разных направлениях.

В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения корпус является перфорированным по всей его поверхности. Альтернативно, могут быть получены конструктивные преимущества, когда соответствующие начальные и концевые секции Y-образного или L-образного корпуса не перфорированы, что позволяет повысить прочность.

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения корпус имеет форму воздуховодов и преимущественно имеет трубчатую или полую форму. В соответствии с еще одним вариантом корпус имеет форму пластины и введен в воздуховоды.

В соответствии с настоящим изобретением указанный воздухораспределитель используют в системе вентиляции летательного аппарата.

За счет использования описанного воздухораспределителя можно избежать генерации низкочастотного шума, который в противном случае передается в пассажирский салон самолета, что может ухудшать комфорт пассажиров.

Воздухораспределитель в соответствии с настоящим изобретением является небольшим по размерам и легко может быть встроен в существующие системы вентиляции.

Далее предпочтительные примерные варианты настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на приложенные чертежи, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показан воздухораспределитель в соответствии с первым вариантом, установленный в систему вентиляции.

На фиг.2 показан более детально воздухораспределитель, показанный на фиг.1.

На фиг.3 показан воздухораспределитель в соответствии со вторым вариантом, установленный в систему вентиляции.

На фиг.4 показан воздухораспределитель в соответствии с третьим вариантом.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 схематично показан воздухораспределитель 1, который установлен в системе 2 вентиляции. На фиг.1 показан разрез системы 2 вентиляции, которая содержит первый воздуховод 3 и второй воздуховод 4. Первый воздуховод 3 (стояк) идет главным образом перпендикулярно ко второму воздуховоду 4.

Типично, скорость воздушного потока в первом воздуховоде 3 является высокой. На фиг.1 воздушный поток показан стрелкой.

Как это показано на фиг.1, воздухораспределитель 1 предусмотрен в области стыка первого воздуховода 3 и второго воздуховода 4, то есть в том месте, где первый воздуховод 3 переходит во второй воздуховод 4, а воздушный поток из первого воздуховода 3 с изменением направления входит во второй воздуховод 4. Воздухораспределитель 1 содержит корпус 5 с множеством перфораций, которые выполнены как (сквозные) отверстия, а его огибающая поверхность имеет полость, как это показано на фиг.2.

В соответствии с первым предпочтительным вариантом корпус 5 воздухораспределителя 1 имеет Y-образную форму. При установке в систему вентиляции базовый (нижний) конец 6 Y-образного корпуса 5 ведет в первый воздуховод 3, а два верхних конца 7a, b ведут соответственно во второй воздуховод 4. В частности, на фиг.1 показано, что верхний конец 7a Y-образного корпуса 5 ведет во второй воздуховод 4 на его левой стороне, а верхний (головной) конец 7b ведет во второй воздуховод 4 на его правой стороне.

На фиг.1 показаны также два ответвления 13 воздуховода 4. Направление потока в эти ответвления 13 не является благоприятным с акустической и аэродинамической точек зрения. Если воздухораспределитель 1 исключить, то эти ответвления будут получать прямой воздушный поток из воздуховода 3.

Как это показано на фиг.2, корпус 5 воздухораспределителя 1 является трубчатым. Базовый конец 6 и верхние концы 7a, b установлены (закреплены) в воздуховодах 3, 4 соответствующим образом. Например, базовый конец 6 корпуса 5 воздухораспределителя 1, введенный в воздуховод 3, может быть соединен с ним при помощи липкой ленты.

Корпус 5 воздухораспределителя 1 может быть изготовлен из пластмассы, металла или другого подходящего материала.

Когда основной воздушный поток протекает через первый воздуховод 3, как это показано стрелками на фиг.1, он перераспределяется в левом и правом направлении в области стыка 8 первого воздуховода 3 и второго воздуховода 4. Таким образом, воздушный поток протекает через корпус 5 и через перфорации 9, выполненные в корпусе 5, как это показано на фиг.2. В соответствии с первым предпочтительным вариантом весь корпус 5 имеет перфорации 9, то есть сквозные отверстия, так что воздушный поток может протекать через перфорации 9.

Когда воздушный поток протекает через перфорации, создаются только небольшие вихри, которые не наводят низкочастотный шум. Эти небольшие вихри наводят высокочастотный шум, который при необходимости легко может быть снижен при помощи обычных звукопоглощающих устройств (глушителей).

На фиг.3 показан воздухораспределитель 1 в соответствии со вторым предпочтительным вариантом настоящего изобретения. Воздухораспределитель в соответствии со вторым вариантом отличается от воздухораспределителя в соответствии с первым вариантом тем, что корпус 5 выполнен в виде пластины. Корпус 5 имеет Y-образную форму или V-образную форму, причем базовый конец 6 Y-образного корпуса 5 обращен в сторону первого воздуховода 3, а два верхних конца 7a и 7b Y-образного корпуса 5 идут в направлении левой и правой частей второго воздуховода 4. Несмотря на то что это и не показано на фиг.3, корпус 5 воздухораспределителя 1 имеет перфорации (сквозные отверстия) на всей его поверхности, так что воздушный поток, протекающий через воздуховод 3, соударяясь с базовым концом 6 корпуса 5 и с поверхностными областями верхних концов 7a, b корпуса 5, отклоняется влево и вправо, во второй воздуховод 4, и частично проходит через перфорации 9 в корпусе 5. За счет указанного прохода через перфорации 9 исключается генерация низкочастотного шума, вызванного большими вихрями, аналогично первому варианту, так как при проходе через перфорации 9 создаются малые вихри.

Аналогично первому предпочтительному варианту корпус 5 может быть изготовлен из металла, пластмассы или другого подходящего материала, например, с использованием одного или нескольких кусков такого материала, так что, например, каждый из верхних концов 7a, b может быть согнут на одном конце, причем изогнутые соответствующим образом верхние концы могут быть соединены друг с другом, например, при помощи сварки, чтобы образовать базовый конец 6 корпуса 5.

Аналогично первому варианту корпус 5 воздухораспределителя 1 в соответствии со вторым вариантом может быть установлен (закреплен) соответствующим образом в первом и втором воздуховодах, например, с использованием клея или зажимов.

На фиг.4 показаны два воздухораспределителя 1 в соответствии с третьим предпочтительным вариантом настоящего изобретения.

Воздухораспределитель 1 в соответствии с третьим вариантом отличается от воздухораспределителей в соответствии с первым и вторым вариантами только конфигурацией корпуса 5, который имеет L-образную форму. Как это показано на фиг.4, (первая) ветвь 10 корпуса 5 соединена с первым воздуховодом 3, а вторая ветвь 11 корпуса 5 соединена со вторым воздуховодом 4.

Как это показано на фиг.4, ветвь 10 корпуса 5 воздухораспределителя 1 может быть прикреплена к первому воздуховоду 3 при помощи липкой ленты 12, так что воздушный поток, проходящий через первый воздуховод 3, соударяется с воздухораспределителем 1 и отклоняется через него во второй воздуховод 4. В ходе отклонения компонент воздушного потока проходит через перфорации 9 корпуса 5, создавая небольшие вихри, так что низкочастотный шум снижается. Следовательно, в воздухораспределителе 1 в соответствии с третьим вариантом могут быть получены такие же эффекты, как и в первом и втором вариантах.

Кроме того, на фиг.4 показан расположенный посредине соединитель 14, который главным образом снабжается воздухом, протекающим через перфорации, с исключением больших вихрей (с исключением низкочастотного шума в области соединителя). Перфорированная форма корпуса 5 также позволяет поперечному потоку проходить в воздуховод 4. Каждый из воздушных потоков в воздуховоде 3 составляет, например, до 50 л/сек. Когда, например, 10 л/сек должны отклоняться вправо и 10 л/сек должны распределяться через соединитель 14, расположенный посредине, то 30 л/сек должны протекать влево в воздуховод 4. Перфорированная конструкция воздухораспределителя 1 облегчает такое решение.

Несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки приведенной далее формулы изобретения.

Например, корпус 5 воздухораспределителя 1 в соответствии с третьим вариантом на фиг.4 показан трубчатым. Альтернативно, аналогично варианту, показанному на фиг.3, корпус 5 может иметь форму пластины.

Кроме того, только часть поверхности корпуса 5 может быть перфорирована, например, в критическом месте, где воздушный поток соударяется с воздухораспределителем 1.

Выше было описано использование воздухораспределителя в соответствии с настоящим изобретением в летательном аппарате. Однако следует иметь в виду, что воздухораспределитель в соответствии с настоящим изобретением также может быть использован в других системах вентиляции, в отличающихся от авиации областях применения, в которых необходимо решить задачу переключения воздушного потока с высокой скоростью в другой воздуховод, что создает низкочастотный шум, который трудно демпфировать при помощи обычных глушителей.

Воздухораспределитель предназначен для распределения воздуха в системах вентиляции. Воздухораспределитель имеет перфорированный корпус, выполненный с возможностью его введения в область стыка между первым воздуховодом, который идет в одном направлении, и вторым воздуховодом, который идет во втором другом направлении, чтобы переключать воздушный поток с выхода первого воздуховода во второй воздуховод. Технический результат - уменьшение уровня низкочастотного шума. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Воздухораспределитель, выполненный с возможностью его ввода в область стыка между первым воздуховодом и вторым воздуховодом, идущим в ином направлении, чем первый воздуховод, для переключения воздушного потока с выхода первого воздуховода во второй воздуховод, имеющий перфорированный корпус Y-образной формы или V-образной формы, причем базовый конец корпуса в его введенном положении обращен в направлении первого воздуховода, а два верхних конца корпуса заходят частично во второй воздуховод, при этом воздушный поток, протекающий через воздуховод, отклоняется во второй воздуховод и частично проходит через перфорации в корпусе.

2. Воздухораспределитель по п.1, в котором перфорации имеются, по меньшей мере, на части поверхности корпуса.

3. Воздухораспределитель по п.1, в котором корпус имеет форму воздуховодов.

4. Воздухораспределитель по п.1, в котором корпус имеет трубчатую форму.

5. Воздухораспределитель по п.1, в котором корпус имеет форму пластины.