(57)【要約】      （修正有）【課題】低圧空気混合・分配システムを提供する。【解決手段】タンク２から構成される、空気のようなガス状流体を混合する装置１は、中心線を有すると共に、出口における温度を確実に均一にするためにタンク内で流体の上方への旋回移動を生成するように構成された入口ダクト３及び出口ダクトが設けられ、タンクが、少なくとも１つのタンクの外部／内部と連通する追加の手段の形態をとる混合を増幅させる手段を少なくとも１つ備えることを特徴とする。さらに正確には、タンクの外部／内部と連通する追加の手段は、開いた体積または閉じた体積を画定する少なくとも１つの排出する手段の形態をとり、タンクの下部に位置し、さらに、少なくとも１つの調整可能な閉止手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク（２）から構成される空気流混合装置（１）であって、
中心線を有すると共に、出口における温度を確実に均一にするために前記タンク内で流体の上方への旋回移動を生成するように構成される入口ダクト（３）及び出口ダクト（４）が設けられ、
流体混合を増幅させる手段（５）を少なくとも１つ備えることを特徴とする空気流混合装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの流体混合を増幅させる手段（５）は、前記タンク（２）の下部に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の空気流混合装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの流体混合を増幅させる手段（５）は、少なくとも１つの、開いた体積または閉じた体積を画定する混合流体を排出する手段（６）の形態をとることを特徴とする、請求項１又は２に記載の空気流混合装置。
【請求項４】
前記混合流体を排出する手段（６）はオリフィス（６ａ）であることを特徴とする、請求項３に記載の空気流混合装置。
【請求項５】
前記混合流体を排出する手段（６）は、前記タンクの外部に位置する排出ダクト（６ｂ）であることを特徴とする、請求項３に記載の空気流混合装置。
【請求項６】
前記混合流体を排出する手段（６）は、前記タンクの内部に位置する排出ダクト（６ｂ）であることを特徴とする、請求項５に記載の空気流混合装置。
【請求項７】
前記混合流体を排出する手段（６）は、少なくとも１つの調整可能な閉止手段を備えることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載の空気流混合装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの調整可能な閉止手段は、弁、プラグ、ダイアフラム、または混合弁であることを特徴とする、請求項７に記載の空気流混合装置。
【請求項９】
前記タンク（２）は、円筒形、長方形、卵型、球形、又は台形であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気流混合装置。
【請求項１０】
前記タンク（２）は、レーキ、ダイアフラム、ファン、又は加速器のような、内部に追加の補助的装置を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気流混合装置。
【請求項１１】
航空学、特に航空機の空調用、陸上交通、特にエンジン用、又は物理学、特に熱交換器用に用いられることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気流混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空学、陸上交通、及び／又は物理学の分野に適用可能であるガス状流体混合装置に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、航空機用の低圧空気混合・分配システムを提供することを意図する。
【背景技術】
【０００３】
一般的には、混合装置は、その中心線に対して下部に４つの入口と、上部にいくつかの出口とを有する混合タンクから構成される。
【０００４】
このタイプの混合装置は、例えば、航空機内の快適さが一定レベルであるように、キャビン内において空調用に均一な周囲温度の空気流を得るために、例えば上記航空機のキャビンからの温風流を、航空機の外部から取り込まれ、次いで圧力及び温度に関して調節される冷気流と混合するのに使用される。
【０００５】
より正確には、そのような装置の空気流入口は一般的に、タンク内の流体の旋回移動を生成するためにタンクの壁に対して接線方向である。
【０００６】
混合装置は、当該混合装置の異なる出口から出る空気温度の均一な分布と、最小限の流体損失ヘッドと、低雑音とのような、いくつかの特定の及び不可欠な技術的特徴に適合する必要がある。
【０００７】
さらに、混合装置は、例えば、入口及び／又は出口に位置付けられるファンの故障のとき、又はその出口のうちの１つが詰まった場合に、その不可欠な特徴の作用を維持することができなくてはならない。
【０００８】
米国特許第４５１７８１３号明細書は、空気流の加速度的な熱混合を提供すると共に、温風流と冷気流との接触に起因して生じる水凝縮及び／又は氷粒子の回復を可能にする空気混合装置を有する、航空機キャビンの空調システムに関する。
【０００９】
欧州特許第０８０８２７３号明細書は、水分離器を有する空気混合装置を備えた、航空機キャビンの空調用の除湿空気を給送するシステムと、そのような空気を供給する環境制御システムとを開示している。このシステムは、最初は湿気が充満しているキャビンからの温まった使用済み空気を混合室へ向けて流すように構成される温風ダクト手段と、調節された空気を同じ混合室へ流す冷気ダクト手段と、混合室から湿気を集めて除去する収集手段と、除湿され合流した気流をキャビンへ向けるマニフォルド手段とを含む。
【００１０】
欧州特許第１１８８６６６号明細書は、間に密閉されたパーテーションを画定する加圧領域又は非加圧領域において使用するように適合され得る航空機の空調システム及び方法を示している。より詳細には、この空調システムは、空気流を渦流させるように設計された空力的な閉止弁及び混合装置を有する。
【００１１】
現行のシステムの欠点は、第１に、タンク内の流動形態に関し、第２に、それらのサイズに関する。
【００１２】
その理由は、公知の混合装置は嵩張り、騒音が生じることもあるためであり、また、これらの混合装置の幾何学的形状及び伴う流動形態によって、かなりの損失ヘッドにつながり、供給ファンのサイズを大きくすることが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明による混合装置は、サイズを低減すると同時に、例えば航空機に搭乗している乗客及び乗員に対して高い快適性を保証することによって、従来技術の欠点をなくす。本発明による混合装置によって、低圧混合室の空気、温度及び音響の性能を最適化することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述の欠点を改善することを目的とし、そのために、空気のようなガス状流体を混合するタンクを備えた混合装置であって、中心線を有すると共に、出口における温度を確実に均一にするためにタンク内で流体の上方への旋回移動を生成するように構成される入口ダクト及び出口ダクトが設けられ、流体混合を増幅させる手段を少なくとも１つ有することを特徴とする装置から混合構成される。
【００１５】
さらに正確には、少なくとも１つの流体混合を増幅させる手段は、タンクの下部に配置される。以下の説明において、「下部」及び「上部」という用語は、タンクの拡大延長部に沿って互いに対向して位置付けられ、それに従ってタンクの垂直方向組み立て位置に配置されることになるタンクの部分を形容する形容詞として使用される。
【００１６】
流体混合を増幅させる手段は、少なくとも１つの、開いた体積または閉じた体積を画定する混合流体を排出する手段の形態をとる。
【００１７】
有利には、混合流体を排出する手段は、オリフィスであるか、または、タンクの内部または外部に位置する排出ダクトである。
【００１８】
さらに、混合流体を排出する手段は、少なくとも１つの調整可能な閉止手段を備えてもよい。調整可能な閉止手段は、弁、プラグ、ダイアフラム、または混合弁でもよい。
【００１９】
有利には、本発明に係る混合装置は、レーキ、ダイアフラム、ファン、及び／又は加速器のような、内部に追加の補助的装置を備えてもよい。
【００２０】
本発明による混合装置は、円筒形、長方形、卵型、球形、又は台形のタンクを有してもよい。
【００２１】
本発明は、添付の図面を参照することによって、決して限定的ではない本発明の例示的な例に関連して、以下の説明に照らして明確に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明による混合装置は、例えば温度を均一に調節しながら、航空機の全ての低圧システムに空気を給送するのに使用される混合装置に関する。
【００２３】
図１は、本発明による混合装置の模式図である。
【００２４】
混合装置１は概して、中心線を有するタンク２を備え、タンク２内で旋回移動を生成するように構成された入口ダクト及び出口ダクトが設けられている。
【００２５】
好ましくは、本発明による混合装置１のタンク２には、出口における温度を確実に均一にするためにタンク２内で流体の上方への旋回移動を生成するように構成された、中心線に対して下部にある入口ダクト３と、上部にある出口ダクト４とが設けられている。
【００２６】
このように、タンク２は、
キャビン内の空気を調節して、出口ダクト４における空気流が均一な室温となるようにするために、
航空機キャビンからの温風流用の少なくとも１つの入口ダクト３ａと、
航空機の外部から取り込まれ、圧力及び温度に関して調節される冷気流用の少なくとも１つの入口ダクト３ｂと
からの流れを混合することを可能にする。
【００２７】
流入する空気流を最良の方法で混合するために、タンク２内で流体の旋回移動を生成して、内部において必要とされる流体の動きに従って入口ダクト３を構成することが必要である。
【００２８】
好適な構成によると、入口ダクトは、タンク２の壁に対して実質的に接線方向である。
【００２９】
好ましくは、入口ダクトは、タンク２の壁に対して接線方向から垂直方向の範囲の角度に配置される。
【００３０】
代替的に、入口ダクト３及び出口ダクト４は、可変的な向き（タンク２の中心線に対して必要な角度）を有していてもよい。
【００３１】
好適には、入口ダクト３及び出口ダクト４は、それら（入口及び入口）の間で、他のもの（入口及び出口）に対して可変的である高さに配置される。
【００３２】
好ましくは、入口ダクト３及び出口ダクト４の数、構成及び幾何学的形状は可変である。
【００３３】
入口ダクト３及び／又は出口ダクト４は、タンク２の中心線に対して互いに対称であってもよい。
【００３４】
好ましくは、タンク２は、温風流及び冷気流用である、同じ数の入口ダクト３を両側に有する。
【００３５】
代替的には、タンク２の片側には奇数個の入口ダクト３があり、他方の側には偶数個の入口ダクト３があってもよい。
【００３６】
別の構成によると、タンク２は、片側のみに温風用の入口ダクト３ａを有し、反対側に冷気流用の入口ダクト３ｂを有していてもよい。
【００３７】
オリフィス、入口ダクト３及び出口ダクト４の断面及び直径も可変であり、混合装置１に必要とされる排出量に依存する。
【００３８】
全ての入口ダクト３及び出口ダクト４は、閉止することができるか、又は（それ自体公知のタイプであるが図示しない）少なくとも１つの調整可能な閉止手段によって調節することができる。
【００３９】
タンク２は、好ましくは円筒形であるが、長方形、卵型、球形、台形等であってもよい。
【００４０】
一般的に得られる流体流動状態は、タンク２の中心線に対して、左巻きの螺旋状の対称のタイプである。
【００４１】
温度の混合の質は、本発明による混合装置１の入口ダクト３と、同様に混合装置１の出口ダクト４との方向及び／又は幾何学的形状の特徴とに依存することが知られている。
【００４２】
達成される温度の混合の質は、混合装置１のタンク２内に形成される主要な旋回と、混合装置１の内壁付近に位置付けられる固定旋回構造体との相互作用にも依存することが実証されてきた。
【００４３】
混合装置内の流動を理解することにより、入口ダクト及び出口ダクトの幾何学的（入口ダクト及び出口ダクトのサイズ及び個数の）変更がされているか又はされていない混合装置のサイズを最適化することができる。
【００４４】
よって、本発明による混合装置は、主要な旋回と、タンク２の内壁付近に位置付けられる固定旋回構造体との相互作用を変更する手段５を少なくとも１つ備えている。
【００４５】
言い換えると、少なくとも１つの相互作用を変更する手段５は、流体混合を最適化する手段、流体混合を増幅させる手段、または流体混合を加速する手段と呼んでもよく、タンク２のサイズ、したがって混合装置１のサイズを低下することを目的としている。
【００４６】
図２〜図５は、本発明による混合装置の前方の斜視図である。
【００４７】
少なくとも１つの流体混合を増幅させる手段５は、適切に位置する少なくとも１つの混合流体を排出する手段６の形態をとる。
【００４８】
混合流体を排出する手段６は、タンク２の中心線に対してタンク２の下部に設けられた排出オリフィス６ａ及び／又は排出ダクト６ｂを備えている。
【００４９】
言い換えると、少なくとも１つの混合流体を排出する手段６は、排出ダクト６ｂを有するかまたは有さないタンク２の底部からタンク２の外部または内部に向かって開口する排出オリフィス６ａの形態をとり、（図示しないがそれ自体公知のタイプの）少なくとも１つの調整可能な閉止手段によって閉止されてもよい。
【００５０】
代替形態によれば、タンク２の内部及び外部において端部または長さの一部に、ダクトへ開口する排出オリフィス６ａの形態をとる混合流体を排出する手段６を備えてもよい。
【００５１】
少なくとも１つの混合流体を排出する手段６は、別の補助的空気分布ネットワークすなわち接続されていない排出ダクト６ｂから、例えば大気圧へ、空気流を排出、循環、または供給することができる。
【００５２】
有利には、少なくとも１つの混合流体を排出する手段６は、タンク２の外部／内部と連通する少なくとも１つの追加の手段、及び／又はタンク２の表面又は下部に位置する不連続要素であり、タンク２の内部に排出することができる。
【００５３】
もっと正確には、タンク２内の流体の動きは、螺旋状の旋回移動である。主要な旋回は、一般的に螺旋形状を有し、周期的に回転してもよい。内壁付近の旋回構造体は、普通は固定されている。
【００５４】
本発明による混合装置は、タンク２の下部に開いた体積または閉じた体積を画定する内部／外部と連通する要素の形態をとる少なくとも１つの混合流体を排出する手段６を有し、従って、大きな及びさらに強力な主要な旋回を形成させ、タンク２の内壁付近に位置する固定旋回構造体とさらに相互作用させることができる。
【００５５】
さらに、この装置は、壁の近くの流体の速度を好適に上昇させることができる。
【００５６】
形成された主要な旋回のサイズ及び強度と、少なくとも１つの混合流体を排出する手段６によって達成された排出量の最適化のため、タンク２のサイズ及び体積を減少させるように、熱交換が最適化される。
【００５７】
排出オリフィス６ａ及び排出ダクト６ｂは異なる位置に配置され、それらはタンク２の底部の全表面に位置してもよい。言い換えると、少なくとも１つの混合流体を排出する手段６は、タンク２の底部に配置してもよい。
【００５８】
有利には、少なくとも１つの混合流体を排出する手段６はまた、タンク２の中心線に対して異なる方向を有してもよい。
【００５９】
図５は、混合流体を排出する手段６を２つ備えたタンクの例を図示している。
【００６０】
２つの混合流体を排出する手段６は、タンク２の下部の表面上で、互いに異なる距離で位置してもよい。
【００６１】
本発明による混合装置は、音の生成を減少させるので、有利には、本発明によるタンク２内で生じた現象により、空気流動混合の騒音を低下させることができる。
【００６２】
図６は、本発明による混合装置の別の形態の前方部分斜視図である。
【００６３】
排出オリフィス６ａ及び排出ダクト６ｂは、所定の直径及び断面を有し、それらが設けられる航空機及び／又は陸上輸送用車両に依存して変化させてもよく、混合装置の出口における荷重が、混合タンクに接続される様々なシステムの損失ヘッドのために必要とされる。
【００６４】
好適には、排出ダクト６ｂは、任意の大きさ及び幾何学的形状を有することができる。
【００６５】
図６に示されるように、本発明による混合装置のタンク２の下部は、混合装置１の将来の位置に適したある幾何学的形状を有してもよい。排出オリフィス６ａ及び排出ダクト６ｂの直径及び断面は、異なったまま、及び混合装置１の将来の作用及び配置に依存する。
【００６６】
好適には、少なくとも１つの混合流体を排出する手段６は、弁、プラグ、または、それ自体公知のタイプの他の任意の手段のような、少なくとも１つの調整可能な閉止手段を有している。
【００６７】
有利には、少なくとも１つの弁は、混合弁、ダイアフラム、栓、または、それ自体公知のタイプの他の任意の流動調整手段及び開閉手段でもよい
【００６８】
代替的には、少なくとも１つの混合流体を排出する手段６は、キャップ、または、それ自体公知のタイプの他の任意の閉止手段を有してもよい。
【００６９】
少なくとも１つの混合流体を排出する手段６は、本発明による混合装置の高さを、公知のタイプの混合装置の高さに対して少なくとも３０％低下させることができ、従って、混合装置のサイズもかなり小さくなる。
【００７０】
さらに、本発明による混合装置は、損失ヘッドを低下させることのできる少なくとも１つの混合流体を排出する手段６を含み、これにより、タンク２の入口領域及び出口領域間の省エネ、従って供給電源の低下を導く。
【００７１】
有利には、得られる出口流動の温度は均一である。
【００７２】
図７は、本発明による他の代替的な混合装置の模式図である。
【００７３】
図７に示されるように、混合装置１は、卵型のタンク２と、奇数個の入口ダクト３とを有している。
【００７４】
少なくとも１つのレーキ及び／又は乱流ダイアフラム（図示しないがそれ自体公知のタイプのもの）のような、追加の補助的な接続機構をタンク２内に設けてもよい。
【００７５】
有利には、本発明による混合装置の、補助的及び接続された装置の内部に適切に位置する構成は、混合装置のサイズをさらに最適化することができる。
【００７６】
代替的には、少なくとも１つのファン及び／又は流体加速器を、流体速度を増すために入口ダクト３に、及び／又は混合流体を排出する手段６の近くに、及び／又はタンク２の内壁近くに設けてもよい。
【００７７】
従って、本発明による混合装置は、例えば、混合装置の大きさや重量、及び、空気、温度、音及び電力性能に関する低圧空気分配システムの従来技術の公知の欠点を効果的に低減しながら、航空機内の空調を行うことができる。
【００７８】
代替的には、本発明による混合装置は、別のタイプの流体を混合することができ、且つ例えば陸上交通業界（内燃機関）において、又は物理学における特に熱交換器用に用いられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明による混合装置の前方の部分斜視図である。
【図２】本発明による混合装置の前方の部分斜視図である。
【図３】本発明による混合装置の前方の部分斜視図である。
【図４】本発明による混合装置の前方の部分斜視図である。
【図５】本発明による混合装置の前方の部分斜視図である。
【図６】本発明による混合装置の別の実施形態の前方の部分斜視図である。
【図７】本発明による混合装置の別の代替形態の前方の部分斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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2009107613.tif 000011
2009107613.tif 000012
2009107613.tif 000013
2009107613.tif 000014
2009107613.tif 000015
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2009107613.tif 000017
2009107613.tif 000018
2009107613.tif 000019
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