СОПЛО, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ТРЕХМЕРНЫЙ СУЖАЮЩИЙСЯ ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК, И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТАКОГО СОПЛА
NOZZLE PROVIDING THREE-DIMENSIONALTAPERING AIRFLOW AND A METHOD FOR USING THIS NOZZLE

ОБЛАСТЬ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение в целом относится к устройству и способам распределения воздуха, в частности, к устройству, которое может быть встроено в транспортное средство, такое как летательный аппарат, для обеспечения необходимого объемного расхода кондиционированного воздуха в пассажирском салоне и для снижения уровня шума, уменьшения рециркуляции воздушного потока и уменьшения разделения воздушного потока за входным отверстием сопла.
[002] Тепловой комфорт пассажиров на борту летательного аппарата зависит от производительности системы распределения воздуха в салоне и производительности сопла подачи воздуха в салоне. Задачей системы распределения воздуха является обеспечение необходимого объемного расхода кондиционированного воздуха в пассажирском салоне. Также задачей сопел салона является обеспечение достаточного режима протекания воздуха в салоне. Режим протекания воздуха внутри салона летательного аппарата характеризуется достаточностью скорости воздуха на уровне головы сидящих пассажиров для обеспечения равномерного распределения температуры в салоне и удовлетворения требований пассажиров к тепловому комфорту. Скорость на выходном отверстии сопла влияет на режим протекания воздуха в салоне. В существующих конструкциях сопел используются ограничители воздушного потока, такие как отверстия, выпрямители воздушного потока и направляющие лопасти сопел, для поддержания необходимой скорости на выходном отверстии сопла. Эти ограничители для воздуха и резкие изменения на пути воздушного потока перед выходным отверстием сопла могут быть источниками создания шума, который может передаваться в пассажирский салон.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[003] Согласно первому аспекту раскрытия настоящего изобретения предложено устройство, которое включает в себя корпус сопла, имеющий входное отверстие на первом конце и выходное отверстие на втором конце. Корпус сопла имеет пару противоположных боковых стенок и имеет переднюю стенку и заднюю стенку, каждая из которых проходит между указанной парой противоположных боковых стенок. Устройство также включает в себя воздушный проточный канал, образованный указанной парой противоположных боковых стенок, передней стенкой и задней стенкой. Воздушный проточный канал имеет осевую линию, проходящую между входным отверстием и выходным отверстием, и имеет множество поперечных сечений, перпендикулярных осевой линии, которые совместно образуют гладкий контур вдоль длины воздушного проточного канала. Каждое из указанного множества поперечных сечений имеет толщину между передней стенкой и задней стенкой, которое больше на боковых кромках передней стенки и задней стенки, чем на осевой линии. Толщина каждого из указанного множества поперечных сечений как на боковых кромках передней стенки и задней стенки, так и на осевой линии уменьшается вдоль длины по меньшей мере первой части корпуса сопла от входного отверстия по направлению к выходному отверстию. Ширина каждого из указанного множества поперечных сечений между указанной парой противоположных боковых стенок увеличивается вдоль длины по меньшей мере указанной первой части корпуса сопла от входного отверстия по направлению к выходному отверстию.
[004] Согласно второму аспекту изобретение относится к способу использования устройства по первому аспекту настоящего изобретения. Сначала способ включает пропускание потока воздуха через входное отверстие корпуса сопла в воздушный проточный канал. Способ также включает изменение формы пути воздушного потока через множество поперечных сечений, которые совместно образуют гладкий контур воздушного проточного канала от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла, с изменением, в результате этого, распределения скоростей воздушного потока от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла.
[005] Признаки, функции и преимущества, которые были раскрыты, могут быть получены независимо в различных примерах или могут быть скомбинированы еще в одних примерах, дальнейшие подробности которых могут быть очевидны со ссылкой на последующее раскрытие и фигуры чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[006] Представленные предпочтительные примеры описаны ниже в сочетании с прилагаемыми фигурами чертежей, на которых аналогичные ссылочные относятся к одинаковым элементам на разных фигурах, на которых:
[007] на ФИГ. 1 схематично показан перспективный вид устройства согласно одному примерному варианту реализации изобретения;
[008] на ФИГ. 2 схематично показан перспективный вид устройства согласно второму примерному варианту реализации изобретения;
[009] на ФИГ. 3 схематично показан перспективный вид устройства согласно третьему примерному варианту реализации изобретения;
[0010] на ФИГ. 4 схематично показан вид сверху устройства согласно четвертому примерному варианту реализации изобретения;
[0011] на ФИГ. 5А схематично показан перспективный вид спереди множества поперечных сечений и приблизительный контур устройства, согласно варианту реализации изобретения по ФИГ. 2;
[0012] на ФИГ. 5В схематично показан перспективный вид множества поперечных сечений части устройства, согласно вариантам реализации изобретения по ФИГ. 2 и 3;
[0013] на ФИГ. 5С схематично показан перспективный вид с поперечными сечениями, выполненными вдоль осевой линии устройства, согласно варианту реализации изобретения по ФИГ. 3, показывающий множество поперечных сечений и приблизительный контур устройства;
[0014] на ФИГ. 6 схематично показан вид сверху множества поперечных сечений части устройства согласно вариантам реализации изобретения по ФИГ. 2 и 3;
[0015] на ФИГ. 7А схематично показан перспективный вид с поперечными сечениями, выполненными вдоль осевой линии устройства, согласно пятому примерному варианту реализации изобретения, показывающий удлинитель сопла;
[0016] на ФИГ. 7В схематично показан перспективный вид с поперечными сечениями, выполненными вдоль осевой линии устройства, согласно варианту реализации изобретения по ФИГ. 7А, показывающий множество поперечных сечений и приблизительный контур устройства и удлинителя сопла;
[0017] на ФИГ. 7С схематично показан подробный вид устройства и удлинителя сопла в области, ограниченной на ФИГ. 7В;
[0018] на ФИГ. 8А схематично показан перспективный вид спереди устройства согласно шестому примерному варианту реализации изобретения;
[0019] на ФИГ. 8В схематично показан перспективный вид снизу устройства согласно варианту реализации изобретения по ФИГ. 8А;
[0020] на ФИГ. 8С схематично показан вид сбоку с сечением множества поперечных сечений устройства согласно варианту реализации изобретения по ФИГ. 8А;
[0021] на ФИГ. 8D схематично показан перспективный вид снизу множества поперечных сечений и приблизительный контур устройства согласно варианту реализации изобретения по ФИГ. 8А;
[0022] на ФИГ. 9 схематично показан вид спереди устройства согласно варианту реализации изобретения по ФИГ. 8А, показывающий режим протекания воздуха в устройстве;
[0023] на ФИГ. 10А схематично показан вид спереди устройства согласно седьмому примерному варианту реализации изобретения, показывающий лопасть в воздушном проточном канале устройства;
[0024] на ФИГ. 10В схематично показан вид спереди устройства согласно восьмому примерному варианту реализации изобретения, показывающий делитель в корпусе сопла устройства; и
[0025] на ФИГ. 11 представлена блок-схема приведенного в качестве примера способа использования устройства.
[0026] Соответствующие части помечены аналогичными ссылочными позициями на всех фигурах чертежей.
[0027] Чертежи представлены в целях иллюстрации примеров, но следует понимать, что настоящее раскрытие не ограничено расположениями и средствами, показанными на чертежах.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0028] Раскрытые примеры представляют устройства и способы их использования для обеспечения необходимого объемного расхода кондиционированного воздуха в пассажирском салоне и для снижения уровня шума, уменьшения рециркуляции воздушного потока и уменьшения разделения воздушного потока за входным отверстием сопла, например. Устройство может быть встроено в летательный аппарат в качестве части системы распределения воздуха, например.
[0029] На ФИГ. 1-10 В показано устройство 100, которое включает в себя корпус 105 сопла, имеющий входное отверстие 106 на первом конце 107 и выходное отверстие 108 на втором конце 109. Корпус 105 сопла имеет пару противоположных боковых стенок 110 и имеет переднюю стенку 115 и заднюю стенку 120, каждая из которых проходит между указанной парой противоположных боковых стенок 110. Входное отверстие 106 корпуса 105 сопла в частном случае может иметь круговую форму, например, которая соответствует форме приточного воздуховода или другого компонента системы распределения воздуха, с которым может быть соединен корпус 105 сопла. Входное отверстие имеет диаметр около 2,5 дюймов (6,35 см), который, однако, может варьироваться в зависимости от конкретных требований для данной системы распределения воздуха. Корпус 105 сопла может иметь длину, проходящую между первым концом 107 и вторым концом 109, которая может находиться в диапазоне от 8 дюймов (203,2 мм) до 18 дюймов (457,2 мм). Сопла, известные из уровня техники, обычно имеют длину порядка от 8 дюймов до 10 дюймов (от 20,3 см до 25,4 см). Технический результат, обеспечиваемый удлинением корпуса 105 сопла, раскрытого в настоящем документе, заключается в возможности устранения части приточного воздуховода системы распределения воздуха, которая обычно весит больше, чем корпус 105 сопла, уменьшая, вследствие этого, вес полезной нагрузки летательного аппарата.
[0030] Корпус 105 сопла также включает в себя воздушный проточный канал 125, образованный указанной парой противоположных боковых стенок 110, передней стенкой 115 и задней стенкой 120. Воздушный проточный канал 125 имеет осевую линию 130, проходящую между входным отверстием 106 и выходным отверстием 108, и имеет множество поперечных сечений 135, перпендикулярных осевой линии 130, которые совместно образуют гладкий контур вдоль длины воздушного проточного канала 125. Корпус 105 сопла может быть получен литьем под давлением в виде одной цельной детали, например, для получения гладкого контура. В альтернативных вариантах реализации изобретения корпус сопла может быть получен литьем под давлением нескольких секций, чтобы избежать условия блокировки пресс-формы, и эти секции могут быть могут быть соединены друг с другом, например, посредством ультразвуковой сварки, лазерной сварки и адгезивов. Для изготовления необходимого корпуса 105 сопла также может быть использована трехмерная (3D) печать сопла в виде одной секции или множества секций.
[0031] Каждое из указанного множества поперечных сечений 135 имеет толщину Е, С между передней стенкой 115 и задней стенкой 120, которая больше на боковых кромках 140 передней стенки 115 и задней стенки 120, чем на осевой линии 130. Толщина Е, С каждого из указанного множества поперечных сечений 135 как на боковых кромках 140 передней стенки 115 и задней стенки 120, так и на осевой линии 130 уменьшается вдоль длины по меньшей мере первой части 145 корпуса 105 сопла от входного отверстия 106 по направлению к выходному отверстию 108. Репрезентативные поперечные сечения 135 показаны на ФИГ. 5С и 6 и иллюстрируют это размещение. Например, на ФИГ. 5С показано, что толщина С воздушного проточного канала 125 на осевой линии 130 плавно уменьшается таким образом, что C1>С2>СЗ>С4>С5>С6, а толщина С6 равна толщине С7. Также на ФИГ. 6 показано, что толщина Е воздушного проточного канала 125 на боковых кромках 140 передней стенки 115 и задней стенки 120 плавно уменьшается таким образом, что Е2 меньше, чем диаметр D или толщина входного отверстия 106, D>Е2>Е3>Е4>Е5>Е6, а толщина Е6 равна толщине Е7. Соответствующие площади каждого из поперечных сечений 135 показаны на ФИГ. 5А-5В и 6 как A1 - А7, где площадь А6 равна площади А7. Величина площади выходного отверстия корпуса 105 сопла определяется необходимой выходной скоростью, чтобы удовлетворить требования пассажиров к тепловому комфорту, и будет меняться в зависимости от среды, в которой должно использоваться устройство 100. Кроме того, ширина W каждого из указанного множества поперечных сечений 135 между указанной парой противоположных боковых стенок 110 увеличивается вдоль длины по меньшей мере указанной первой части 145 корпуса 105 сопла от входного отверстия 106 по направлению к выходному отверстию 108. Репрезентативные поперечные сечения 135 по ФИГ. 6 показывают, что ширина поперечных сечений размещены таким образом, что W1<W2<W3<W4<W5<W6, а ширина W6 является такой же, как ширина W7. Такое расположение обеспечивает плавное изменение формы воздушного проточного канала 125 с эффективным сужением и удлинением поперечных сечений 135 корпуса 105 сопла от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 и с уменьшением, вследствие этого, рециркуляции воздушного потока и уменьшением разделения воздушного потока за входным отверстием 106 во время работы.
[0032] Входное отверстие 106 может быть соединено с первым концом 146 первой части 145 корпуса 105 сопла, а выходное отверстие 108 может быть соединено со вторым концом 147 первой части 145 корпуса 105 сопла. В одном примере реализации изобретения, показанном на ФИГ. 1-4, устройство 100 может также включать в себя вторую часть 150 корпуса 105 сопла, соединенную с первой частью 145 корпуса 105 сопла. В этом варианте реализации изобретения входное отверстие 106 соединено с первой частью 145 корпуса 105 сопла, а выходное отверстие 108 соединено со второй частью 150 корпуса 105 сопла. Как показано на ФИГ. 1-3 и 5А-7С, форма гладкого контура и площадь каждого из указанного множества поперечных сечений 135 вдоль длины второй части 150 корпуса 105 сопла могут в частном случае оставаться постоянными. Передняя стенка 115 и задняя стенка 120 второй части 150 корпуса 105 сопла могут быть в частном случае размещены симметрично по отношению друг к другу и относительно плоскости Р-Р, показанной на ФИГ. 5В, например. В другом варианте реализации изобретения вторая часть 150 корпуса 105 сопла в частном случае включает в себя по меньшей мере одну изогнутую секцию 155, как показано на ФИГ. 2, 3. Изогнутые секции 155 могут быть использованы для размещения на летательном аппарате другой инфраструктуры, обеспечивая, таким образом, гибкость размещения устройства 100 на летательном аппарате.
[0033] При использовании корпуса 105 сопел по ФИГ. 1-3 имеют двумерные режимы протекания на выходном отверстии 108. Например, одно и то же направление воздушного потока будет повторяться вдоль любой плоскости, рассматриваемой перпендикулярно поперечному сечению 135 на выходном отверстии 108 сопла. Иными словами, направления векторов скорости воздушного потока в каждой плоскости, перпендикулярной поперечному сечению 135 на выходном отверстии 108 сопла, будут параллельны друг другу. Это является результатом повторения одних и тех же направлений воздушного потока и векторов скорости в любом поперечном сечении 135, взятом вдоль длины второй части 150 корпуса 105 сопла, которая имеет постоянную ширину W.
[0034] В альтернативном варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ. 4, указанная пара противоположных боковых стенок 110 второй части 150 корпуса 105 сопла отклонена наружу под углом а относительно осевой линии 130 воздушного проточного канала 125 от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 корпуса 105 сопла. Угол а может составлять от 7 градусов до 30 градусов и предпочтительно выбирается так, чтобы избежать разделения воздушного потока от боковых стенок 110, передней стенки 115 и задней стенкой 120 в воздушном проточном канале 125. Например, устройство 100, в котором используется угол а большей величины, разделение воздушного потока может быть уменьшено посредством ограничения воздушного проточного канала 125 путем уменьшения толщины Е, С (т.е. расстояния между передней стенкой 115 и задней стенкой 120) корпуса 105 сопла с уменьшением, вследствие этого, площади А поперечного сечения. Угол α может быть выбран исходя из i) длины корпуса 105 сопла, который может быть размещен в среде, предназначенной для использования устройства 100, ii) ширины W выходного отверстия 108 корпуса сопла, необходимой для получения выходной скорости, требуемой при решении данной задачи. В частности, величина угла α для решения данной задачи может уменьшаться с увеличением длины корпуса сопла и наоборот. Кроме того, чем больше величина угла α, тем сильнее будет отвод воздушного потока на выходном отверстии сопла, что приведет к более быстрому рассеянию воздуха внутри салона летательного аппарата и наоборот. При использовании направления векторов скорости воздушного потока отличаются в каждом поперечном сечении 135 таким образом, что векторы скорости воздушного потока расходятся наружу от осевой линии 130.
[0035] Поперечное сечение 135 выходного отверстия 108 корпуса 105 сопла с необходимой скоростью и шириной W может быть увеличено в направлении воздушного потока для получения однородной формы выходного отверстия 162, имеющего ширину W9 и толщину Е9/С9. Например, как показано на ФИГ. 7А-7С, устройство 100 может в частном случае включать в себя удлинитель 160 сопла, соединенный с выходным отверстием 108 корпуса 105 сопла, которое образует часть воздушного проточного канала 125. Удлинитель 160 сопла может быть выполнен вместе с корпусом 105 сопла с использованием техники литья под давлением, описанной выше. Удлинитель 160 сопла имеет входное отверстие 161, ограничивающее первую площадь А8, и имеет выходное отверстие 162, ограничивающее вторую площадь А9, равную первой площади А8. Как проиллюстрировано на ФИГ. 7А-7С, поперечное сечение устройства 100 показано выполненным вдоль осевой линии 130 и в результате показана только половина площади А8 и А9 и ширина W9 показаны как А8/2, А9/2 W9/2, соответственно. Выходное отверстие 162 удлинителя 160 сопла может в частном случае иметь прямоугольную форму. Прямоугольная форма может обеспечивать получение однородного распределения скоростей воздушного потока, выходящего из выходного отверстия 162 удлинителя 160 сопла. Прямоугольная форма может также быть желательна при решении некоторых задач для согласования с формой вентиляционных отверстий в салоне летательного аппарата и по эстетическим соображениям, например. Как показано на ФИГ. 1С, толщина С8 входного отверстия 161 удлинителя 160 сопла на осевой линии 130 меньше, чем толщина С9 выходного отверстия 162 удлинителя 160 сопла. Кроме того, толщина Е8 воздушного проточного канала 125 между передней стенкой 115 и задней стенкой 120 корпуса 105 сопла на боковых кромках 140 передней стенки 115 и задней стенки 120 на входном отверстии 161 удлинителя 160 сопла больше, чем толщина Е9 выходного отверстия 162 удлинителя 160 сопла. Толщина С9 и толщина Е9 воздушного проточного канала 125 на выходном отверстии 162 удлинителя 160 сопла являются одинаковыми.
[0036] В отношении устройства 100, показанного на ФИГ. 8А-9, ширина W каждого из указанного множества поперечных сечений 135 между указанной парой противоположных боковых стенок 110 увеличивается по всей длине корпуса 105 сопла от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 таким образом, что указанная пара противоположных боковых стенок 110 корпуса 105 сопла отклонена наружу под углом α3 относительно осевой линии 130 воздушного проточного канала 125 от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 корпуса 105 сопла. Передняя стенка 115 и задняя стенка 120 корпуса 105 сопла могут быть размещены симметрично по отношению друг к другу и относительно плоскости Р-Р. Второй конец 109 корпуса 105 сопла может иметь изогнутую секцию 155.
[0037] На ФИГ. 9 приведены трехмерные характеристики потока для устройства, показанного на ФИГ. 8A-8D. Посредством отклонения противоположных боковых стенок 110 по всей длине корпуса 105 сопла, направление векторов скорости воздушного потока может быть увеличено с перемещением от осевой линии 130 к противоположным боковым стенкам 110, как показано выделенным направлением векторов скорости в областях, соответствующих углам α1, α2 и α3. Векторы 165, 170 скорости на противоположных сторонах от осевой линии 130 корпуса 105 сопла имеют противоположные направления. Для двух плоскостей, плоскости а 166 и плоскости b 171, которые проходят перпендикулярно выходному отверстию 108 корпуса 105 сопла и параллельны друг другу, вектор а 165 не лежит в плоскости а 166, а вектор b 170 не лежит в плоскости b 171. Иными словами, векторы скорости воздушного потока не параллельны друг другу при выходе из корпуса 105 сопла. Такое расположение обеспечивает трехмерный (3D) режим протекания воздуха на выходном отверстии 108 сопла. Трехмерный режим протекания воздуха необходим для увеличения смешивания воздуха и обеспечения ускоренного рассеяния воздушной струи. Кроме того, воздушный поток может иметь более широкую зону распределения в салоне летательного аппарата, чем воздушный поток, обеспечиваемый устройством по ФИГ. 1-3. Устройство 100, показанное на ФИГ. 1-3, которым создаются параллельные векторы воздушного потока на выходном отверстии 108, может иметь меньшую ширину W на выходном отверстии 108, чем устройство 100, показанное на ФИГ. 4 и 9, в котором корпус 105 сопла выполнен под углом а относительно осевой линии 130. Устройство по ФИГ. 1-3 может быть использовано там, где необходима подача воздуха с небольшим расходом (например, порядка 5 кубических футов в минуту (142 л/мин)). Устройство по ФИГ. 4 и 9 может быть использовано там, где необходима подача воздуха с высоким расходом (например, порядка 25 кубических футов в минуту (708 л/мин)) для увеличения смешивания воздуха на большей площади внутри салона летательного аппарата, например.
[0038] Как показано на ФИГ. 10А-В, устройство может содержать лопасть 180 в воздушном проточном канале 125, размещенную вдоль осевой линии 130 на втором конце 109 корпуса 105 сопла и проходящую по направлению к первому концу 107 корпуса 105 сопла. Длина лопасти 180 может находиться в диапазоне от 1/4 дюйма (6,35 мм) до 8 дюймов (203,2 мм) и толщина лопасти может составлять порядка 0,1 дюйма (2,54 мм). Небольшая толщина передней кромки 182 лопасти 180 способствует уменьшению возмущения потока воздуха. Лопасть 180, показанная на ФИГ. 10А, обеспечивает конструктивную опору для корпуса 105 сопла, чтобы способствовать сохранению гладкого контура воздушного проточного канала 125 и постепенное изменение площади А поперечного сечения сопла в пределах необходимых допусков. Кроме того, лопасть 180 может быть необязательной в примере устройства 100, выполненном литьем под давлением с получением корпуса 105 сопла, имеющего боковые стенки 110, переднюю стенку 115 и заднюю стенку 120, все из которых являются жесткими. Длина лопасти 180 зависит от материала, используемого для изготовления корпуса 105 сопла. Лопасть 180, показанная на ФИГ. 10А, может быть соединена с передней стенкой 115 и задней стенкой 120 корпуса 105 сопла. Как показано на ФИГ. 10В, лопасть 180 может иметь клиновидную форму и размещена таким образом, что широкий конец 181 лопасти 180 расположен на втором конце 109 корпуса 105 сопла, а вершинный конец или передняя кромка 182 лопасти 180 проходит по направлению к первому концу 107 корпуса 105 сопла. В альтернативном варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ. 10В, клиновидная лопасть 180 может быть образована делителем 183 в корпусе 105 сопла. Клиновидная лопасть 180 обусловливает увеличение направленности потока на выходном отверстии 108 корпуса 105 сопла для поддержания необходимого режима протекания воздуха в салоне летательного аппарата.
[0039] На ФИГ. 11 показан способ 200 использования устройства 100, показанного на ФИГ. 1-10В. Способ 200 включает выполняемое в блоке 205 пропускание потока воздуха через входное отверстие 106 корпуса 105 сопла в воздушный проточный канал 125. Также в блоке 210 изменяют форму пути воздушного потока через множество поперечных сечений 135, которые совместно образуют гладкий контур воздушного проточного канала 125 от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 корпуса 105 сопла с изменением, в результате этого, распределения скоростей воздушного потока от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 корпуса 105 сопла.
[0040] Для устройства, показанного на ФИГ. 1-3, способ 200 может включать изменение распределения скоростей воздушного потока таким образом, что каждое из множества поперечных сечений второй части корпуса сопла имеет параллельные векторы скорости. В частности, устройство 100 обладает следующими признаками: (i) вторая часть корпуса сопла соединена с первой частью корпуса сопла, (ii) входное отверстие 106 соединено с первой частью 145 корпуса 105 сопла, а выходное отверстие 108 соединено со второй частью 150 корпуса 105 сопла, и (iii) форма гладкого контура и площадь каждого из указанного множества поперечных сечений 135 вдоль длины второй части 150 корпуса 105 сопла остаются постоянными.
[0041] Для устройства, показанного на ФИГ. 4 и 8А-10В, способ 200 может включать изменение распределения скоростей воздушного потока таким образом, что каждое из указанного множества поперечных сечений 135 имеет векторы 165, 170 скорости, отличающиеся друг от друга таким образом, что воздушный поток, выходящий из выходного отверстия 108 корпуса 105 сопла, расходится по меньшей в двух отличающихся направлениях от осевой линии 130. В частности, устройство 100 обладает следующими признаками: ширина W каждого из указанного множества поперечных сечений 135 между указанной парой противоположных боковых стенок 110 увеличивается по всей длине корпуса 105 сопла от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 таким образом, что указанная пара противоположных боковых стенок 110 корпуса 105 сопла отклонена наружу относительно осевой линии 130 воздушного проточного канала 125 от входного отверстия 106 к выходному отверстию 108 корпуса 105 сопла.
Кроме того, настоящее раскрытие содержит примеры согласно следующим пунктам:
Пункт 1. Устройство (100), содержащее:
- корпус (105) сопла, имеющий входное отверстие (106) на первом конце (107) и выходное отверстие (108) на втором конце (109), при этом
корпус (105) сопла имеет пару противоположных боковых стенок (110) и имеет переднюю стенку (115) и заднюю стенку (120), каждая из которых проходит между указанной парой противоположных боковых стенок (110);
- воздушный проточный канал (125), образованный указанной парой противоположных боковых стенок (110), передней стенкой (115) и задней стенкой (120), при этом
воздушный проточный канал (125) имеет осевую линию, проходящую между входным отверстием (106) и выходным отверстием (108), и имеет множество поперечных сечений (135), перпендикулярных осевой линии (130), которые совместно образуют гладкий контур вдоль длины воздушного проточного канала (125); причем
каждое из указанного множества поперечных сечений (135) имеет толщину (Е, С) между передней стенкой (115) и задней стенкой (120), которая больше на боковых кромках передней стенки (115) и задней стенки (120), чем на осевой линии (130),
толщина (Е, С) каждого из указанного множества поперечных сечений (135) как на боковых кромках передней стенки (115) и задней стенки (120), так и на осевой линии (130) уменьшается вдоль длины по меньшей мере первой части корпуса (105) сопла от входного отверстия (106) по направлению к выходному отверстию (108), а
ширина каждого из указанного множества поперечных сечений (135) между указанной парой противоположных боковых стенок (110) увеличивается вдоль длины по меньшей мере указанной первой части корпуса (105) сопла от входного отверстия (106) по направлению к выходному отверстию (108).
Пункт 2. Устройство (100) по пункту 1, в котором входное отверстие (106) соединено с первым концом (146) первой части (145) корпуса (105) сопла, а выходное отверстие (108) соединено со вторым концом (147) первой части (145) корпуса (105) сопла.
Пункт 3. Устройство (100) по пункту 1, также содержащее:
вторую часть (150) корпуса (105) сопла, соединенную с первой частью (145) корпуса (105) сопла, причем
входное отверстие (106) соединено с первой частью (145) корпуса (105) сопла, а выходное отверстие (108) соединено со второй частью (150) корпуса (105) сопла, а
форма гладкого контура и площадь каждого из указанного множества поперечных сечений (135) вдоль длины второй части (150) корпуса (105) сопла остаются постоянными.
Пункт 4. Устройство (100) по пункту 3, в котором передняя стенка (115) и задняя стенка (120) второй части (150) корпуса (105) сопла размещены симметрично по отношению друг к другу и относительно плоскости (Р-Р).
Пункт 5. Устройство (100) по пункту 3, в котором вторая часть (150) корпуса (105) сопла включает в себя по меньшей мере одну изогнутую секцию (155).
Пункт 6. Устройство (100) по пункту 1, также содержащее вторую часть (150) корпуса (105) сопла, соединенную с первой частью (145) корпуса (105) сопла, причем
входное отверстие (106) соединено с первой частью (145) корпуса (105) сопла, а выходное отверстие (108) соединено со второй частью (150) корпуса (105) сопла, а
указанная пара противоположных боковых стенок (110) второй части (150) корпуса (105) сопла отклонена наружу относительно осевой линии (130) воздушного проточного канала (125) от входного отверстия (106) к выходному отверстию (108) корпуса (105) сопла.
Пункт 7. Устройство (100) по пункту 1, также содержащее:
удлинитель (160) сопла, соединенный с выходным отверстием (108) корпуса (105) сопла и образующий часть воздушного проточного канала (125),
причем удлинитель (160) сопла имеет входное отверстие (161), ограничивающее первую площадь (А8), и имеет выходное отверстие (162), ограничивающее вторую площадь (А9), равную первой площади (А8).
Пункт 8. Устройство (100) по пункту 7, в котором выходное отверстие (162) удлинителя (160) сопла имеет прямоугольную форму.
Пункт 9. Устройство (100) по пункту 7, в котором
толщина (С8) входного отверстия (161) удлинителя (160) сопла на осевой линии (130) меньше, чем толщина (С8) выходного отверстия (162) удлинителя (160) сопла, а
толщина (Е8) воздушного проточного канала (125) между передней стенкой (115) и задней стенкой (120) корпуса (105) сопла на боковых кромках (140) передней стенки (115) и задней стенки (120) на входном отверстии (161) удлинителя (160) сопла больше, чем толщина (Е9) выходного отверстия удлинителя (160) сопла.
Пункт 10. Устройство (100) по пункту 1, в котором ширина (W) каждого из указанного множества поперечных сечений (135) между указанной парой противоположных боковых стенок (110) увеличивается по всей длине корпуса (105) сопла от входного отверстия (106) к выходному отверстию (108) таким образом, что указанная пара противоположных боковых стенок (110) корпуса (105) сопла отклонена наружу относительно осевой линии (130) воздушного проточного канала (125) от входного отверстия (106) к выходному отверстию (108) корпуса (105) сопла.
Пункт 11. Устройство (100) по пункту 10, в котором передняя стенка (115) и задняя стенка (120) корпуса (105) сопла размещены симметрично по отношению друг к другу и относительно плоскости (Р-Р).
Пункт 12. Устройство (100) по пункту 11, в котором второй конец (109) корпуса (105) сопла имеет изогнутую секцию (155).
Пункт 13. Устройство (100) по пункту 10, также содержащее:
лопасть (180) в воздушном проточном канале (125), размещенную вдоль осевой линии (130) на втором конце (109) корпуса (105) сопла и проходящую по направлению к первому концу (107) корпуса (105) сопла.
Пункт 14. Устройство (100) по пункту 13, в котором длина лопасти (180) находится в диапазоне от 6,35 мм до 203,2 мм, а толщина лопасти составляет 2,54 мм.
Пункт 15. Устройство (100) по пункту 13, в котором лопасть (180) соединена с передней стенкой (115) и задней стенкой (120) корпуса (105) сопла.
Пункт 16. Устройство (100) по пункту 13, в котором лопасть (180) имеет клиновидную форму и размещена таким образом, что широкий конец (181) лопасти (180) расположен на втором конце (109) корпуса (105) сопла, а вершинный конец (182) лопасти (180) проходит по направлению к первому концу (107) корпуса (105) сопла.
Пункт 17. Устройство (100) по пункту 16, в котором лопасть (180) образована делителем (183) в корпусе (105) сопла.
Пункт 18. Устройство (100) по пункту 1, в котором входное отверстие (106) корпуса (105) сопла имеет круговую форму.
Пункт 19. Устройство (100) по пункту 1, в котором длина корпуса (105) сопла между первым концом (107) и вторым концом (109) находится в диапазоне от 8 дюймов до 17 дюймов (20,3-48,2 см).
Пункт 20. Способ (200) использования соплового устройства, включающего в себя (a) корпус сопла, имеющий входное отверстие на первом конце и выходное отверстие на втором конце, при этом
корпус сопла имеет пару противоположных боковых стенок и имеет переднюю стенку и заднюю стенку, каждая из которых проходит между указанной парой противоположных боковых стенок,
(b) воздушный проточный канал, образованный указанной парой противоположных боковых стенок, передней стенкой и задней стенкой, при этом
воздушный проточный канал имеет осевую линию, проходящую между входным отверстием и выходным отверстием, и имеет множество поперечных сечений, перпендикулярных осевой линии, которые совместно образуют гладкий контур вдоль длины воздушного проточного канала,
(c) причем каждое из указанного множества поперечных сечений имеет толщину между передней стенкой и задней стенкой, которая больше на боковых кромках передней стенки и задней стенки, чем на осевой линии, при этом
толщина каждого из указанного множества поперечных сечений как на боковых кромках передней стенки и задней стенки, так и на осевой линии уменьшается вдоль длины по меньшей мере первой части корпуса сопла от входного отверстия по направлению к выходному отверстию, а
ширина каждого из указанного множества поперечных сечений между указанной парой противоположных боковых стенок увеличивается вдоль длины по меньшей мере указанной первой части корпуса сопла от входного отверстия по направлению к выходному отверстию,
причем способ включает:
- пропускание потока воздуха (205) через входное отверстие корпуса сопла в воздушный проточный канал;
- изменение формы (210) пути воздушного потока через множество поперечных сечений, которые совместно образуют гладкий контур воздушного проточного канала от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла, с изменением, в результате этого, распределения скоростей воздушного потока от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла.
Пункт 21. Способ (200) по пункту 20, также включающий:
изменение распределения скоростей воздушного потока таким образом, что каждое из множества поперечных сечений второй части корпуса сопла имеет параллельные векторы скорости, причем
вторая часть корпуса сопла соединена с первой частью корпуса сопла,
входное отверстие соединено с первой частью корпуса сопла, а выходное отверстие соединено со второй частью корпуса сопла, и
форма гладкого контура и площадь каждого из указанного множества поперечных сечений вдоль длины второй части корпуса сопла остаются постоянными.
Пункт 22. Способ (200) по пункту 20, также включающий:
изменение распределения скоростей воздушного потока таким образом, что каждое из указанного множества поперечных сечений имеет векторы скорости, отличающиеся друг от друга таким образом, что воздушный поток, выходящий из выходного отверстия корпуса сопла, расходится по меньшей в двух отличающихся направлениях от осевой линии,
причем ширина каждого из указанного множества поперечных сечений между указанной парой противоположных боковых стенок увеличивается по всей длине корпуса сопла от входного отверстия к выходному отверстию таким образом, что указанная пара противоположных боковых стенок корпуса сопла отклонена наружу относительно осевой линии воздушного проточного канала от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла.
Предполагается, что приведенное выше подробное описание следует рассматривать как иллюстративное, а не ограничивающее, и также понятно, что следующие пункты формулы изобретения, включающие в себя все эквиваленты, предназначены для определения объема изобретения. Формула изобретения не должна быть истолкована как ограниченная описанными порядком или элементами, если не указано иное. Таким образом, заявлены все примеры, которые находятся в пределах объема и сущности нижеследующей формулы изобретения и ее эквивалентов.