可伸缩换气装置的制作方法

本国际PCT专利申请要求于2014年8月21日提交的序列号为62/040,179的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于控制空气(速度和方向)流入到交通工具乘客舱内的可伸缩换气装置。更具体地，本发明涉及一种换气系统，其配备成使得乘客可以调整进入到飞机机舱内的气流。

背景技术：

在现有技术中，有多种换气装置的实例，其被配备成满足多种不同环境条件中的任何一个。

许多已知的换气装置具有喷嘴，其从内部布置有换气装置的乘客服务单元(PSU)顶板向外延伸。

当喷嘴从顶板突出时，可以想象乘客坐在或离开其座位时可能会碰到喷嘴。

多个侧壁面板可能分别需要开孔，以接近其后的电线和其它系统部件。当这些侧壁面板打开时，换气装置的喷嘴可能会碰到或损坏侧壁面板或换气装置自身。

然而，由于种种原因，已经需要对换气装置进行改进，以具有在乘客舱内更小的存在。

技术实现要素：

本发明解决了相对于现有技术所述的一个或多个缺点。

在一个构想的实施例中，本发明提供了一种交通工具用的换气装置。换气装置包括空气入口、可布置成穿过交通工具内的面板的第一壳体(第一壳体连接到空气入口)、布置在第一壳体内的第二壳体、布置在第二壳体内的空气入口下游的空气出口、以及被连接在第一壳体和第二壳体之间的第一机构。第一机构允许第二壳体在收起位置被收在第一壳体内，并允许第二壳体在展开位置从第一壳体向外延伸。

在又一个构想的实施例中，换气装置包括与空气出口相关联的栓塞以打开和关闭空气出口，以及包括连接到第二壳体的第二机构。第二机构允许栓塞打开和关闭空气出口。

在又一个构想的实施例中，换气装置还包括第一壳体的外表面上的第一螺纹区域、第一壳体的内表面上的第二螺纹区域、可与第一螺纹区域相接合的第一环、以及可与第二螺纹区域相接合的第二环。此处，第一环和第二环将面板夹在其间，以可拆卸地将第一壳体固定到面板上。

可以构想的是，第一机构可以包括布置在第一壳体和第二壳体之间的第一偏置构件，以将第二壳体偏置在展开位置。

另外，第一机构可以包括锁定机构，以将第一壳体锁定在展开位置和收起位置。

依然进一步，第一机构可以是按钮致动式。

相对于另一个构想的实施例，第二机构可以包括连接到栓塞的栓塞环、栓塞环的外表面上的第三螺纹区域、以及第二壳体的内表面上的第四螺纹区域。第三螺纹区域可以接合第四螺纹区域，使得第二壳体的旋转相对于空气出口移动栓塞环和栓塞。

相对于本发明的换气装置的其它实施例，第二壳体可以包括在空气出口处的栓塞座。栓塞被构想成在关闭位置处时接合栓塞座，并且栓塞被构想成在打开位置处时从栓塞座转移一段距离。

本发明的换气装置的又一个实施例构想了第二偏置构件，其被布置在第一壳体和栓塞环之间，以将栓塞环朝向关闭位置偏置。

本发明的换气装置可以单独包括布置在第一壳体和第二壳体之间的第三壳体。第三壳体被构想成相对于第一壳体倾斜，从而允许对空气出口进行角度调整。

在一个构想的实施例中，换气装置包括围绕第三壳体的球形表面。第一壳体包括球形内表面，其与围绕第三壳体的球形表面互补。

在换气装置包括围绕第三壳体的球形表面的实施例中，第一壳体的球形内表面可以配备止挡件，其限制第三壳体的倾斜角度。

可以构想的是，第一机构可以包括布置在第二壳体和第三壳体之间的第一偏置构件，其将第二壳体偏置在展开位置。

另外，可以构想第一机构还具有锁定机构，以将第一壳体锁定在展开位置和收起位置。

依然进一步，第一机构可以是按钮致动式。

相对于本发明的其它实施例，换气装置中的第二机构可以具有连接到栓塞的栓塞环、栓塞环的外表面上的第三螺纹区域、以及第二壳体的内表面上的第四螺纹区域。第三螺纹区域被构想成接合第四螺纹区域，使得第二壳体的旋转相对于空气出口移动栓塞环和栓塞。

如本文中详细所述，第二壳体还可以包括在空气出口处的栓塞座。如果这样，那么栓塞被构想成在关闭位置处时接合栓塞座，并且在打开位置处时从栓塞座转移一段距离。

本发明的换气装置还可以包括布置在第一壳体和栓塞环之间的第二偏置构件，以将栓塞环朝向关闭位置偏置。

可以构想换气装置可以用在飞机内。

另外，可以构想面板是飞机机舱内的顶板。

通过下面的段落，本发明的进一步的方面将显而易见。

附图说明

本发明现在将结合附图进行描述，其中：

图1是机舱内部的截面图，示出了本发明的换气装置的一个潜在布置位置，并示出了将通过本发明解决的一个问题；

图2是本发明的换气装置的截面侧视图，示出了在收起、关闭和非倾斜位置的换气装置；

图3是本发明的换气装置的透视图，其提供了在收起、关闭和非倾斜位置的换气装置的外部细节；

图4是本发明的换气装置的截面侧视图，示出了在展开、关闭和非倾斜位置的换气装置；

图5是本发明的换气装置的透视图，其提供了在展开、关闭和非倾斜位置的换气装置的外部细节；

图6是本发明的换气装置的截面侧视图，示出了在展开、打开和非倾斜位置的换气装置；

图7是本发明的换气装置的透视图，其提供了在展开、打开和非倾斜位置的换气装置的外部细节；

图8是本发明的换气装置的截面侧视图，示出了在展开、打开和非倾斜位置的换气装置；

图9是本发明的换气装置的透视图，其提供了在展开、打开和非倾斜位置的换气装置的外部细节；

图10是本发明的换气装置的透视截面图，所示的换气装置在展开、打开和非倾斜位置；

图11是本发明的换气装置的透视截面图，所示的换气装置在展开、打开和非倾斜位置；

图12是本发明的换气装置的元件的分解透视图；

图13是本发明的换气装置的第二和第三壳体的元件的分解透视图；以及

图14是本发明的换气装置的第二壳体的元件的分解透视图。

具体实施方式

本发明现在将结合其一个或多个实施例进行描述。实施例的描述并非旨在限制本发明。相反，实施例的任何讨论旨在举例说明本发明的广度和范围。对本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的范围的前提下，可以采用本文所述的实施例的变型和等效物。那些变型和等效物旨在被包括在本专利申请的范围内。

本发明现在将以飞机(比如喷气式飞机)机舱的各个方面的结构背景进行描述。尽管在本文中讨论了本发明，但本发明并非旨在仅仅限于喷气式飞机的机舱。本发明还适用于本领域的技术人员所明白的任何其它类型的飞机。另外，尽管在飞机的背景下进行讨论，但本发明可以适用于飞机以外的交通工具，比如轿车、公共汽车和列车。

尽管本发明将结合具体的实施例进行讨论。但应当理解，任何一个特定实施例的讨论并非旨在限制本发明的范围。相反，所列举的具体实施例旨在说明本领域的普通技术人员应当明白的各种替代物、修改、等效物。本发明旨在包括如同本文中所述的任何替代物、修改和等效物。

在以下描述中，相同的数字标号旨在表示相似的元件。本发明的不同实施例的标号的再次使用旨在简化本发明的讨论。因此，应该被引申为标号的再次使用旨在表示相关结构与任何其它所述的实施例相同。

尽管附图中所示的本发明的优选实施例中包含各种部件，且尽管所示的本发明的系统和相应零件的优选实施例由本文所解释和所示出的一定的几何构造组成，但是并非所有这些部件和几何形状都是本发明必不可少的，因此不应该具有限制的意义，即不应该用来限制本发明的范围。

应当理解，对于本领域技术人员显而易见的是，其它合适的部件以及其间的协作以及其它合适的几何构造，可以用于依据本发明的换气装置，其将在本文中简略解释，并可以由本领域的技术人员由此轻易地推断，而不背离本发明的范围。

另外，应该认识到，比如“前”、“后”、“右”、“左”、“上”、“下”等位置类描述将结合附图进行使用，除非以其它方式指出，且不应该被视为是限制本发明。

应该认识到，可以在没有所有具体细节的情况下实施本发明，具体细节将在下文进行阐述，以便提供对本发明的彻底理解。

图1示出了本发明的换气装置10(其也被称为空气出口或换气装置出口)。提供了截面图，以说明本发明试图改善的飞机结构的一个难点。

参照图1，换气装置10被布置在乘客服务单元(PSU)顶板12内。通常，乘客服务单元(PSU)顶板12被布置成使得座椅上的乘客为了个人舒适度可以触及其头部上方以调整换气装置10的气流。

内侧壁面板14被布置成紧邻乘客服务单元(PSU)顶板12。侧壁面板14覆盖了位于飞机的侧壁面板14和机身壁之间的一个或多个系统部件(即电线16等)。侧壁面板14被构想成沿箭头18的方向向内摇摆到飞机内。因此，侧壁面板14的顶边20沿着毗邻乘客服务单元(PSU)顶板12的线22掠过。

如可能立即显而易见的，换气装置10被布置成非常靠近侧壁面板14的顶边20所掠过的线22。因此可以预料，当打开侧壁面板14时，侧壁面板14可能与换气装置10碰撞，从而损坏侧壁面板14和/或换气装置10。如果损坏，换气装置10和/或侧壁面板14可能需要更换。

依然进一步，可以构想当乘客坐下或从其座位上离开时，乘客的头部可能碰到换气装置10。在这种情况下，乘客可能伤到其头部或损坏换气装置10。为此，换气装置10被装载弹簧(以下将更详细地描述)，从而允许换气装置10的一部分回缩，其用于限制对换气装置10的损坏和/或对乘客的伤害。

本发明的换气装置10被构造成当换气装置10处于收起位置时，较少或无结构从乘客服务单元(PSU)顶板12突出。至少出于这个原因，本发明的换气装置10被构造成在侧壁面板14打开时至少避免与侧壁面板14的潜在碰撞和/或将与乘客的碰撞降至最低。通过以下讨论，换气装置10的结构的其它优点将显而易见。

换气装置10的各个部件被构想成由被认为适合飞机机舱的任何材料制成。除了其他材料以外，换气装置10可以由塑料、金属、金属合金、复合材料、陶瓷、或这些材料的任何组合制成。本发明的换气装置10并不被视为是对其构造的任何特定的一种或多种材料进行限制，这对本领域的技术人员是显而易见的。

图2是根据本发明的换气装置10的截面侧视图。

换气装置10被布置在乘客服务单元(PSU)顶板12内，使得换气装置10占据乘客服务单元(PSU)顶板12内的孔。换气装置10包括主壳体24，其具有在顶端处示出的入口26。入口26允许空气进入到主壳体24内，使得空气可以根据乘客的选择而被引导到机舱内。入口26可以根据要求或根据需要连接到乘客服务单元(PSU)顶板12上方的空气管道。

主壳体24包括拱顶形的上部28，其过渡到圆柱形的下部30。拱顶形上部28的外表面包括螺纹区域32。环34包括内螺纹表面36，其与螺纹区域32进行螺纹接合。因此，环34可调整地安装在主壳体24上。当换气装置10被安装在乘客服务单元(PSU)顶板12内时，环34抵靠着乘客服务单元(PSU)顶板12的上表面38。环34允许换气装置10可调整地安装成相对于上表面38而抵靠乘客服务单元(PSU)顶板12，这是本领域的技术人员显而易见的。

为了将换气装置10保持成抵靠乘客服务单元(PSU)顶板12的下表面40，换气装置10包括孔环42。孔环42具有螺纹区域44，其与主壳体24的圆柱形下部30的内表面上的螺纹区域46相接合。唇缘48邻接乘客服务单元(PSU)顶板12的下表面40。

根据图2应该明白，乘客服务单元(PSU)顶板12被夹在环34和孔环42的唇缘48之间。由于环34和孔环42螺纹附接到主壳体24上，因此每个环34、42均单独地允许相对于乘客服务单元(PSU)顶板12而对换气装置10进行可调整的布置。另外，通过将乘客服务单元(PSU)顶板12夹在环34和孔环42之间，换气装置10被构想成在乘客服务单元(PSU)顶板12中被牢固地保持到位。

换气装置10包括布置在主壳体24内的第三壳体50。第三壳体50具有倒杯形状，其具有中心孔口52。中心孔口52允许空气从入口26通过第三壳体50。第三壳体50包括上部54和下部56。下部56包括外球形表面62，其邻接主壳体24的内球形表面64。下部56限定了第三唇缘60。如图2中所示，当换气装置10处于非倾斜位置时，第三唇缘60与孔环42齐平。

由于外球形表面62，第三壳体50的下部56具有球形形状。第三壳体50的球形表面62与主壳体24限定的内球形表面64互补，以及与孔环42限定的内球形表面66互补。如以下更详细地讨论的，球形表面62便于第三壳体50在主壳体24内倾斜。因此，来自换气装置10的气流的方向可以由乘客根据其个人偏好而手动地调整。

如图2中所示，密封件68(比如O型环或其它合适的环形或非环形密封构件)提供了球形表面62和互补的球形表面64、66之间的密封。通过使空气在球形表面62和主壳体24和/或孔环42之间穿过，密封件68从而阻碍空气从换气装置10被排出。另外，密封件68在第三壳体50和主壳体24之间形成合适的摩擦系数，其有助于旋钮76的旋转，以下将更详细地描述。

第二壳体70被布置在第三壳体50内。第二壳体70是具有中心孔口72的杯形结构。穿过换气装置10的空气被允许从换气装置10通过中心孔口72被排出。第二壳体70包括旋钮76，其经由环形插入件89连结到固定壳体74。旋钮76的底表面限定了第二唇缘78。如图所示，当换气装置10处于收起位置时，第二唇缘78与第三唇缘60和主唇缘42齐平。

密封件80(比如O形环，或环形或非环形的其他合适的密封构件)被布置在第二壳体70的外壁76和孔环58之间。密封件80阻碍和/或防止空气在第二壳体70和孔环58之间流动。

第二壳体70的内壁74包括锥形区域82，其从内壁74向内延伸，以限定密封表面84。如图所示，当换气装置10处于关闭位置时，栓塞86接合密封表面84(也被称为栓塞密封件84)。在关闭位置处，栓塞86接合栓塞密封件84，并防止空气通过中心孔口72被排出。

第二壳体70被构想成装载弹簧在主壳体24内，使得第二壳体70以箭头94的方向移动。特别地，弹簧88被布置在第三壳体50的上部54和第二壳体70的顶部上布置的环形插入件89的上表面90之间。弹簧88使第二壳体70在箭头96的方向上偏置。

换气装置10的第二壳体70被构想成通过第二唇缘78上的按压动作被致动。当人员以箭头98的方向按压到第二唇缘78时，可以构想第二壳体70将从图2所示的收起位置处被解锁，并将过渡到图3中所示的展开位置。为了将第二壳体70收起到主壳体24内，乘客仅需要以箭头98的方向再次按压第二唇缘78。

因此，第二壳体70可以在收起位置和展开位置之间过渡，嵌套在固定壳体74内的滑动销111(其可以装载弹簧，以返回到其标称位置)沿着凸轮插入件112内的心形凸轮轨道113，其被嵌套在第三壳体50的下部56内。滑动销111、凸轮路径113和弹簧88(除其它元件外)一起用作锁定机构，以便于第二壳体70在收起位置和展开位置之间的过渡。第二壳体70的弹簧致动的锁定机构的确切构造对于本发明而言并非是关键的。在不背离本发明的范围的前提下，可以使用任何弹簧致动的锁定机构。在不背离本发明的范围的前提下，可以单独地使用其它装载弹簧的或未装载弹簧的锁定机构。

在图2的上右手侧，在虚线内提供了插入件。插入件被布置成示出以上所述的滑动销111、凸轮插入件112和凸轮路径113的位置。应当明白，插入件示出了第二壳体70的收起位置的相关元件的位置。

图3提供了换气装置10在图2中所示的收起、关闭和非倾斜位置的构想外视图的透视图示。如图所示，主唇缘42、第三唇缘60和第二唇缘78彼此齐平，并形成与乘客服务单元(PSU)顶板12的下表面40平行的大致平整表面。

图4是图2所示的换气装置10的截面侧视图。在该视图中，换气装置10被示出为处于展开、关闭和非倾斜位置。

在图4的上右手侧，在虚线内提供了插入件。插入件被布置成示出以上所述的滑动销111、凸轮插入件112和凸轮路径113的位置。应当明白，插入件示出了第二壳体70的展开位置的相关元件的位置。

如图4中所示，第二壳体70可以按箭头100所示的方向旋转，以打开或关闭换气装置10。为了操作所示换气装置10，栓塞86连接到栓塞环102，其包括在外侧上的螺纹104。螺纹104接合固定壳体74的内表面上的螺纹106。栓塞环102响应于旋钮76在箭头100的方向上的旋转而以箭头94的方向移动。旋钮76上的狭槽推抵栓塞环102的肋部，使得栓塞环102随着螺纹104、106而上下移动。栓塞86与栓塞环102一起移动。

为了使孔环102能正确发挥作用，当旋钮76转动时，第二壳体70依然固定于第三壳体50。通过将螺柱99布置在固定壳体74上、并在第三壳体50的下部56布置相应的狭槽101而实现。同时，通过具有比转动旋钮76所需的摩擦系数更高的摩擦系数，使得孔环68防止第三壳体50相对于主壳体24旋转。

如结合图4所示的，栓塞86是在关闭位置，是指栓塞86被支承在栓塞座84上，从而抑制空气流经换气装置10。然而，在以箭头100所示的其中一个方向转动旋钮76之后，栓塞86可以从栓塞座84上脱位，以使空气流经栓塞86和栓塞座84之间的空隙108，如图6所示。空隙108允许空气流经换气装置10。空隙108越大，流经换气装置108的气流越大。

通过以上描述可以看到，栓塞环102和第二壳体70一起协作(与换气装置10的其它元件一起)，并用作使栓塞86在关闭位置和打开位置之间过渡的机构。

图5是示出了在展开、关闭和非倾斜位置处的换气装置10的透视图，其与图4的图示说明一致。旋钮76的外表面包括滚花表面115，以便于第二壳体70的旋钮76以箭头100的方向旋转。应该明白，滚花表面115不是实现本发明所必需的。

图6是本发明的换气装置10的截面侧视图。在视图中，换气装置10被示出为处于展开、打开和非倾斜位置。在视图中，空隙108是可见的。如上所述，空隙108允许空气流经换气装置10。

图7是本发明的换气装置10的一个构想实施例的透视外部视图。与图6中所示一致，换气装置10被示出为处于展开、打开和非倾斜位置。

图8是本发明的换气装置10的截面图，其中换气装置10被示出为处于展开、打开和非倾斜位置。如图所示，由于第三壳体50和球形表面64、66之间的相互作用，主壳体24、第三壳体50和第二壳体70被允许在主壳体24内倾斜。倾斜方向由箭头114表示。主壳体24的止挡件特征109限制第三壳体50的倾斜角度，使得第二壳体70和旋钮76从不接触或损坏主壳体框盖42。

图9是图8中所示的换气装置10的外部透视图。与图8一致，换气装置10被示出为处于展开、打开和非倾斜位置。

图10是本发明的换气装置10的透视截面图。换气装置10被示出为处于展开、打开和非倾斜位置。

图11是本发明的换气装置10的透视截面图。换气装置10被示出为处于展开、打开和非倾斜位置。

图12是本发明的换气装置10的元件的分解透视图。

图13是本发明的换气装置的第二和第三壳体的元件的分解透视图。

图14是本发明的换气装置的第二壳体的元件的分解透视图。

相对于如上所述的各个实施例，在不背离本发明的范围的前提下，可以采用各实施例的一个或多个特征。

如上所述，本文所述的实施例意在举例说明本发明的宽泛范畴。所述实施例的变型和等效物旨在如本文中所述被包含在本发明中。