JP2001509581A - 凝縮に関連した蒸気サイクル・システムを備えた空気サイクル環境制御システム - Google Patents
凝縮に関連した蒸気サイクル・システムを備えた空気サイクル環境制御システムInfo
- Publication number
- JP2001509581A JP2001509581A JP2000501944A JP2000501944A JP2001509581A JP 2001509581 A JP2001509581 A JP 2001509581A JP 2000501944 A JP2000501944 A JP 2000501944A JP 2000501944 A JP2000501944 A JP 2000501944A JP 2001509581 A JP2001509581 A JP 2001509581A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- condenser
- evaporator
- steam
- cycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009833 condensation Methods 0.000 title claims description 28
- 230000005494 condensation Effects 0.000 title claims description 28
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 title claims description 26
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 61
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 14
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims 5
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims 5
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
- B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
- B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
- B64D2013/0603—Environmental Control Systems
- B64D2013/0674—Environmental Control Systems comprising liquid subsystems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/004—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
圧縮空気を調和された空気としてエンクロージャに供給するために水蒸気を伴う圧縮空気を調和する方法であって、圧縮された空気を凝縮器−蒸発器（１４）に運ぶステップと、圧縮された空気を凝縮蒸発器（１４）の中で液体蒸発冷媒で冷却するステップとを含む。圧縮された空気中の水蒸気は、除湿された空気を形成する次の分離される凝縮された液体の水となる。除湿された空気は再熱器−圧縮機（１７）の中で蒸気圧縮冷媒で再熱され、再熱された空気となる。再熱された空気はタービン（１３ｂ）を通ってエンクロージャへ供給するように経路指定される。上記ステップを実施する装置が用意されており、その装置は、圧縮された空気を蒸気サイクル・サブシステム（３）に関連して熱交換することができる圧縮−蒸発熱交換器（１４）を含む。水抽出器（１４）が凝縮器−蒸発器（１４）への流れの中にあり、その水抽出器で圧縮された水を抽出して除湿空気を生成する。再熱器−凝縮器（１７）が水抽出器（１６）の経路中にある。この再熱−凝縮器（１７）は蒸気サイクル・サブシステム（３）と関連づけて除湿された空気を熱交換し、気化された空気を生成する。タービン（１３ｂ）が再熱−凝縮機（１７）の流路中にあり、エンクロージャへの冷却され、膨張された空気を生成する。
Description
【０００１】 発明の背景 本発明は、環境管理システム（ＥＣＳ）に関し、詳細には、改良されたＥＣＳ
と、水蒸気圧縮空気を調和し、同時に蒸気サイクル・システム（ＶＣＳ）を用い
て凝縮を助けるための改良された方法に関する。
と、水蒸気圧縮空気を調和し、同時に蒸気サイクル・システム（ＶＣＳ）を用い
て凝縮を助けるための改良された方法に関する。
【０００２】 ＥＣＳは、航空機のキャビンやコックピットなどのエンクロージャに調和され
た空気を供給するために使用される。典型的な空気サイクルＥＣＳは、多重圧縮
段を有するジェット・エンジン内の中圧段または高圧段から取り込まれる高エネ
ルギー抽気流で動作する。抽気は通常、一次熱交換機内で事前冷却され、熱が大
気に放出され、次いでタービンに流れる。この空気は、タービン内で膨張し、冷
却を行うと共に、大気を引き込むファンを駆動する機械的エネルギーを生成する
。上記の簡単なサイクルに加えて圧縮機を設けて「ブートストラップ」サイクル
を形成することができ、それによって、タービン内で膨張が起こる前に、圧縮機
を使用して空気圧が増大される。この場合、二次熱交換機は、タービンに空気が
取り込まれる前に圧縮熱を除去しておく。圧縮機用の動力もタービンから供給さ
れる。タービンからの空気がキャビンに排出され冷却が行われる。また、ＥＣＳ
の設計に必須の点として、キャビンに比較的乾燥した空気が供給され、かつシス
テム構成要素の内部凍結が回避されるように、流入する水分の大部分を凝縮し、
除去するために特定の機器およびサイクル構成が使用される。
た空気を供給するために使用される。典型的な空気サイクルＥＣＳは、多重圧縮
段を有するジェット・エンジン内の中圧段または高圧段から取り込まれる高エネ
ルギー抽気流で動作する。抽気は通常、一次熱交換機内で事前冷却され、熱が大
気に放出され、次いでタービンに流れる。この空気は、タービン内で膨張し、冷
却を行うと共に、大気を引き込むファンを駆動する機械的エネルギーを生成する
。上記の簡単なサイクルに加えて圧縮機を設けて「ブートストラップ」サイクル
を形成することができ、それによって、タービン内で膨張が起こる前に、圧縮機
を使用して空気圧が増大される。この場合、二次熱交換機は、タービンに空気が
取り込まれる前に圧縮熱を除去しておく。圧縮機用の動力もタービンから供給さ
れる。タービンからの空気がキャビンに排出され冷却が行われる。また、ＥＣＳ
の設計に必須の点として、キャビンに比較的乾燥した空気が供給され、かつシス
テム構成要素の内部凍結が回避されるように、流入する水分の大部分を凝縮し、
除去するために特定の機器およびサイクル構成が使用される。
【０００３】 従来型のＥＣＳは、３ホイールおよび４ホイール高圧水分離システムと呼ばれ
ている。通常、再熱器熱交換機を使用して、湿度の高い空気が事前冷却され、そ
の後の凝縮は主として、凝縮器熱交換機で行われる。このプロセスは、タービン
内で膨張が起こる前に行われ、したがって、「高」圧で行われる。その後、凝縮
された水が抽出され、除湿空気が生成される。このようなシステムは、タービン
内で膨張が起こる時に除湿空気が冷却された後、この除湿空気を、熱交換プロセ
スのヒート・シンク媒体または冷媒媒体として使用して、凝縮器で湿度の高い空
気を凝縮させる。
ている。通常、再熱器熱交換機を使用して、湿度の高い空気が事前冷却され、そ
の後の凝縮は主として、凝縮器熱交換機で行われる。このプロセスは、タービン
内で膨張が起こる前に行われ、したがって、「高」圧で行われる。その後、凝縮
された水が抽出され、除湿空気が生成される。このようなシステムは、タービン
内で膨張が起こる時に除湿空気が冷却された後、この除湿空気を、熱交換プロセ
スのヒート・シンク媒体または冷媒媒体として使用して、凝縮器で湿度の高い空
気を凝縮させる。
【０００４】 現行のＥＣＳでは、蒸気形態から液体形態への凝縮では、空気と水の混合物か
らかなりの量のエネルギーを除去する必要があり、このエネルギーは、凝縮器内
の冷媒空気流に付加熱の形態で伝達される。３ホイール・システムでは、この付
加熱は直接、ＥＣＳ供給システム上に渡され、キャビンに供給される空気の温度
が上昇する。暖かい空気が供給されるのを補償するために、タービン内の空気を
さらに冷却するより大きな圧力エネルギー入力および／またはより大きな熱交換
機が必要になることがある。４ホイール・システムでは、第２のタービン・ホイ
ールが追加され、付加熱エネルギーの一部（２０％まで）が「回復」され、した
がって、より効率的な冷却プロセスが得られる。
らかなりの量のエネルギーを除去する必要があり、このエネルギーは、凝縮器内
の冷媒空気流に付加熱の形態で伝達される。３ホイール・システムでは、この付
加熱は直接、ＥＣＳ供給システム上に渡され、キャビンに供給される空気の温度
が上昇する。暖かい空気が供給されるのを補償するために、タービン内の空気を
さらに冷却するより大きな圧力エネルギー入力および／またはより大きな熱交換
機が必要になることがある。４ホイール・システムでは、第２のタービン・ホイ
ールが追加され、付加熱エネルギーの一部（２０％まで）が「回復」され、した
がって、より効率的な冷却プロセスが得られる。
【０００５】 特に、大きな熱負荷が存在し、空気サイクルに動力を供給するために使用でき
る大きな加圧空気流が不要であるかあるいは得られないときに、エンクロージャ
を冷却するために蒸気サイクルＥＣＳ（ＶＣＳ）も使用されている。空気サイク
ルと比べて、ＶＣＳは性能係数、すなわち、達成される冷却能力とシステムに動
力を供給するのに必要なエネルギー入力との比が高い。ＶＣＳは、蒸気状態の動
作流体が相を変化させ液体になるようにこの動作流体を圧縮し、適切なヒート・
シンク媒体を用いた熱伝達によって冷却するという原則に基づいて動作する。動
作流体を膨張させると、かなりの量の潜熱が吸収され、それにより、蒸発器内で
の蒸発プロセス中の熱伝達によって間接的に所望のエンクロージャが冷却される
。蒸発器内で、動作流体は、後でキャビンを循環する空気または移送流体と接触
する。
る大きな加圧空気流が不要であるかあるいは得られないときに、エンクロージャ
を冷却するために蒸気サイクルＥＣＳ（ＶＣＳ）も使用されている。空気サイク
ルと比べて、ＶＣＳは性能係数、すなわち、達成される冷却能力とシステムに動
力を供給するのに必要なエネルギー入力との比が高い。ＶＣＳは、蒸気状態の動
作流体が相を変化させ液体になるようにこの動作流体を圧縮し、適切なヒート・
シンク媒体を用いた熱伝達によって冷却するという原則に基づいて動作する。動
作流体を膨張させると、かなりの量の潜熱が吸収され、それにより、蒸発器内で
の蒸発プロセス中の熱伝達によって間接的に所望のエンクロージャが冷却される
。蒸発器内で、動作流体は、後でキャビンを循環する空気または移送流体と接触
する。
【０００６】 上記の従来型のＥＣＳは２つの空気流を熱交換に使用しているが、いくつかの
システムはＶＣＳを空気サイクル・システムと一体化することを試みている。こ
のような混成システムは、冷却、凝縮、および抽出をより効率的にするように空
気サイクルおよび蒸気サイクルのいくつかの利点を組み合わせることができる。
しかし、このような従来型の混成サイクルでは、蒸気サイクル・システムは通常
、その後の除湿のために水蒸気を凝縮するためには使用されない。その代わり、
ＶＣＳは一般に、主空気流からの空気流支流をさらに冷却するために使用される
。このような支流は電子機器またはその他の局所負荷用の専用冷却機構として働
く。一例を挙げると、米国特許第４９６６００５号で開示されたＶＣＳは凝縮の
助けとしては使用されない。その代わり、ＶＣＳは、空気流が膨張し、次いで凝
縮器内で加熱された後でこの空気流を冷却するために使用される。米国特許第４
９６３１７４号は、タービン内で膨張が起こる前に空気流を凝縮するＶＣＳを開
示している。しかし、このようなシステムの欠点は、ＶＣＳ凝縮器が熱を大気に
のみ放出し、したがって、システムが凝縮熱の回復による利益を受けないことで
ある。
システムはＶＣＳを空気サイクル・システムと一体化することを試みている。こ
のような混成システムは、冷却、凝縮、および抽出をより効率的にするように空
気サイクルおよび蒸気サイクルのいくつかの利点を組み合わせることができる。
しかし、このような従来型の混成サイクルでは、蒸気サイクル・システムは通常
、その後の除湿のために水蒸気を凝縮するためには使用されない。その代わり、
ＶＣＳは一般に、主空気流からの空気流支流をさらに冷却するために使用される
。このような支流は電子機器またはその他の局所負荷用の専用冷却機構として働
く。一例を挙げると、米国特許第４９６６００５号で開示されたＶＣＳは凝縮の
助けとしては使用されない。その代わり、ＶＣＳは、空気流が膨張し、次いで凝
縮器内で加熱された後でこの空気流を冷却するために使用される。米国特許第４
９６３１７４号は、タービン内で膨張が起こる前に空気流を凝縮するＶＣＳを開
示している。しかし、このようなシステムの欠点は、ＶＣＳ凝縮器が熱を大気に
のみ放出し、したがって、システムが凝縮熱の回復による利益を受けないことで
ある。
【０００７】 空気サイクル、蒸気サイクル、または混成サイクルを使用する従来型のＥＣＳ
設計の利点にもかかわらず、これらの設計は依然として、水除去プロセスにおけ
るエネルギー損失に関する制限を含む制限を有する。水が凝縮されると、かなり
のエネルギーが拡張され、このエネルギーを大気を放出することによって無駄に
したり、供給温度を高くしたりするのではなく、このエネルギーの大部分を冷却
の形態で回復する必要がある。空気サイクル・システム内の冷却タービンから供
給される凝縮エネルギーは（その全体が、あるいはその大部分が）、キャビンに
供給される空気に熱の形態で付加される。逆に、凝縮エネルギーをＲＡＭ空気に
放出するＶＣＳから供給される凝縮エネルギーは、熱力学的サイクルに利益を与
えず、回復されない損失を表わす。また、空気サイクルに基づくＥＣＳは、ＶＣ
Ｓサイクルよりも本来低い効率または性能係数を有する。ＶＣＳを付加すること
によって性能係数または効率が向上することは、ＥＣＳが所与のＥＣＳユニット
寸法についてより高い冷却能力を実現できることを意味する。あるいは、効率が
向上することは、所与の負荷に対するより小形のＥＣＳユニットを意味する可能
性がある。
設計の利点にもかかわらず、これらの設計は依然として、水除去プロセスにおけ
るエネルギー損失に関する制限を含む制限を有する。水が凝縮されると、かなり
のエネルギーが拡張され、このエネルギーを大気を放出することによって無駄に
したり、供給温度を高くしたりするのではなく、このエネルギーの大部分を冷却
の形態で回復する必要がある。空気サイクル・システム内の冷却タービンから供
給される凝縮エネルギーは（その全体が、あるいはその大部分が）、キャビンに
供給される空気に熱の形態で付加される。逆に、凝縮エネルギーをＲＡＭ空気に
放出するＶＣＳから供給される凝縮エネルギーは、熱力学的サイクルに利益を与
えず、回復されない損失を表わす。また、空気サイクルに基づくＥＣＳは、ＶＣ
Ｓサイクルよりも本来低い効率または性能係数を有する。ＶＣＳを付加すること
によって性能係数または効率が向上することは、ＥＣＳが所与のＥＣＳユニット
寸法についてより高い冷却能力を実現できることを意味する。あるいは、効率が
向上することは、所与の負荷に対するより小形のＥＣＳユニットを意味する可能
性がある。
【０００８】 上記のことからわかるように、改良されたＥＣＳと、効率を高める空気サイク
ルと蒸気サイクルの組合せを使用する改良された高圧水抽出方法が必要である。
ＶＣＳを使用して、凝縮を助け、同時に、システムの冷却能力を向上させるエネ
ルギーの形態で凝縮熱を回復することのできるＥＣＳも必要である。
ルと蒸気サイクルの組合せを使用する改良された高圧水抽出方法が必要である。
ＶＣＳを使用して、凝縮を助け、同時に、システムの冷却能力を向上させるエネ
ルギーの形態で凝縮熱を回復することのできるＥＣＳも必要である。
【０００９】 発明の概要 本発明は、蒸気サイクル流の助けを得る水凝縮を用いる改良されたＥＣＳを対
象とする。本発明は、水蒸気を保持する圧縮空気を調和し、同時に水除去中のエ
ネルギー損失を最小限に抑える改良された方法も対象とする。このような方法は
、以下の空気サイクル・ステップおよび蒸気サイクル・ステップを含む。
象とする。本発明は、水蒸気を保持する圧縮空気を調和し、同時に水除去中のエ
ネルギー損失を最小限に抑える改良された方法も対象とする。このような方法は
、以下の空気サイクル・ステップおよび蒸気サイクル・ステップを含む。
【００１０】 空気サイクル・ステップは、大気熱交換機内の圧縮された抽気をファンから引
き込まれるか、あるいは可動機体内の動圧によって押される大気で事前冷却し、
、凝縮器内の流入空気流中の水分の大部分を蒸発相の液体冷媒の流体との熱伝達
によって凝縮し、その際の流体は、閉ループ蒸気サイクル・サブシステムの一部
である、凝縮ステップの後で機械的手段によって液体の水を除去し、除湿空気を
再熱器で蒸気相の冷媒流体との熱伝達によって再熱し、およびタービン内で再熱
された水を膨張させ、かくして、冷却空気および機械的動力を供給してファンお
よびＶＣＳ圧縮機を駆動することを含む。
き込まれるか、あるいは可動機体内の動圧によって押される大気で事前冷却し、
、凝縮器内の流入空気流中の水分の大部分を蒸発相の液体冷媒の流体との熱伝達
によって凝縮し、その際の流体は、閉ループ蒸気サイクル・サブシステムの一部
である、凝縮ステップの後で機械的手段によって液体の水を除去し、除湿空気を
再熱器で蒸気相の冷媒流体との熱伝達によって再熱し、およびタービン内で再熱
された水を膨張させ、かくして、冷却空気および機械的動力を供給してファンお
よびＶＣＳ圧縮機を駆動することを含む。
【００１１】 蒸気サイクル・ステップは、冷媒蒸気を１つまたは複数の圧縮機段で圧縮する
こと、並列蒸気流を受け取り、それぞれの熱交換機が空気サイクルおよびその他
の冷却エージェント（好ましい実施態様では、特にＲＡＭ空気）と熱伝達関係を
有する、いくつかの凝縮熱交換機のうちの１つで、過熱された蒸気を冷却し凝縮
すること、凝縮された液体を膨張弁で膨張させること、膨張した液体を蒸発熱交
換機で空気サイクルからの空気との熱伝達によって蒸発させること、および蒸発
した蒸気を閉サイクル・ループ内の圧縮機に戻すことを含む。
こと、並列蒸気流を受け取り、それぞれの熱交換機が空気サイクルおよびその他
の冷却エージェント（好ましい実施態様では、特にＲＡＭ空気）と熱伝達関係を
有する、いくつかの凝縮熱交換機のうちの１つで、過熱された蒸気を冷却し凝縮
すること、凝縮された液体を膨張弁で膨張させること、膨張した液体を蒸発熱交
換機で空気サイクルからの空気との熱伝達によって蒸発させること、および蒸発
した蒸気を閉サイクル・ループ内の圧縮機に戻すことを含む。
【００１２】 本発明の様々な実施態様と、それらの実施態様の特徴の組合せは、本発明の一
部を構成する。一般に、本発明は、ＶＣＳが空気サイクルでエネルギー損失を生
じさせずに空気サイクルで水を凝縮することを可能にする。空気タービン内で膨
張が起こる前に空気を再熱してそのエネルギーを増大させ、かつ２つのＶＣＳ凝
縮器の間の蒸気サイクル流量比を調節する能力によって、ＶＣＳとＡＣＳの間で
伝達される凝縮熱エネルギーの量が最適化され、したがって、サイクル全体およ
び結合システムの寸法に対する利益が与えられる。
部を構成する。一般に、本発明は、ＶＣＳが空気サイクルでエネルギー損失を生
じさせずに空気サイクルで水を凝縮することを可能にする。空気タービン内で膨
張が起こる前に空気を再熱してそのエネルギーを増大させ、かつ２つのＶＣＳ凝
縮器の間の蒸気サイクル流量比を調節する能力によって、ＶＣＳとＡＣＳの間で
伝達される凝縮熱エネルギーの量が最適化され、したがって、サイクル全体およ
び結合システムの寸法に対する利益が与えられる。
【００１３】 本発明のこれらおよびその他の特徴、態様、および利点は、以下の図面、説明
、および請求の範囲を参照することによってよりよく理解されよう。
、および請求の範囲を参照することによってよりよく理解されよう。
【００１４】 発明の詳細な説明 図１ａは、本発明による環境管理システムの第１の実施形態の概略図である。
システム１ａは、空気サイクル・サブシステム２および蒸気サイクル・サブシス
テム３を備える。空気サイクル２は、少なくとも１つのファン１３ａ、１つのタ
ービン１３ｂ、１つの一次熱交換機１２、１つの凝縮器−蒸発器熱交換機１４、
１つの再熱器−凝縮器熱交換機１７、および１つの水抽出器１６を含む。蒸気サ
イクル・サブシステム３は、空気サイクル・タービン１３ｂに機械的に係合され
た少なくとも１つの圧縮機１３ｃ段と、空気サイクル２と共用される１つの蒸発
熱交換機１４と、空気サイクル２と共用される１つの凝縮熱交換機１７と空気サ
イクル２のＲＡＭ空気２９からの独立の冷却源を使用する１つの追加の凝縮熱交
換機２３と、１つの膨張弁２１とを含む。
システム１ａは、空気サイクル・サブシステム２および蒸気サイクル・サブシス
テム３を備える。空気サイクル２は、少なくとも１つのファン１３ａ、１つのタ
ービン１３ｂ、１つの一次熱交換機１２、１つの凝縮器−蒸発器熱交換機１４、
１つの再熱器−凝縮器熱交換機１７、および１つの水抽出器１６を含む。蒸気サ
イクル・サブシステム３は、空気サイクル・タービン１３ｂに機械的に係合され
た少なくとも１つの圧縮機１３ｃ段と、空気サイクル２と共用される１つの蒸発
熱交換機１４と、空気サイクル２と共用される１つの凝縮熱交換機１７と空気サ
イクル２のＲＡＭ空気２９からの独立の冷却源を使用する１つの追加の凝縮熱交
換機２３と、１つの膨張弁２１とを含む。
【００１５】 システム１ａは一般に、最終的に航空機のキャビンなどのエンクロージャに供
給されるように調和される抽気流１１を受けることによって動作する。抽気１１
の調和には、水蒸気を除去し、温度を低下させるステップまたは処置が含まれる
。本発明の動作は、後述のように、大気中にかなりの水蒸気が存在し、システム
１ａによって除去する必要がある海面レベルまたは低高度レベルに対応する。
給されるように調和される抽気流１１を受けることによって動作する。抽気１１
の調和には、水蒸気を除去し、温度を低下させるステップまたは処置が含まれる
。本発明の動作は、後述のように、大気中にかなりの水蒸気が存在し、システム
１ａによって除去する必要がある海面レベルまたは低高度レベルに対応する。
【００１６】 航空機では、抽気１１はタービン・エンジンから流れて来る。空気サイクル・
サブシステム２はまず、一次熱交換機１２で抽気１１を事前冷却する。この場合
、抽気１１は、タービン１３ｂから動力を供給されるファン１３ａによって引き
込まれる大気、またはＲＡＭ空気２８との熱交換によって冷却される。一次熱交
換機１２からの事前冷却された空気は次いで、蒸発サイクル・サブシステム３内
で膨張された冷媒流体１５との熱伝達によって凝縮器−蒸発器熱交換機１４でさ
らに冷却される。凝縮器−蒸発器１４内で、冷媒１５は、事前冷却された空気か
ら熱を吸収し、この空気を定温で蒸発させる。同時に、事前冷却された空気は、
この空気に含まれる水蒸気がかなり凝縮される温度まで冷却される。
サブシステム２はまず、一次熱交換機１２で抽気１１を事前冷却する。この場合
、抽気１１は、タービン１３ｂから動力を供給されるファン１３ａによって引き
込まれる大気、またはＲＡＭ空気２８との熱交換によって冷却される。一次熱交
換機１２からの事前冷却された空気は次いで、蒸発サイクル・サブシステム３内
で膨張された冷媒流体１５との熱伝達によって凝縮器−蒸発器熱交換機１４でさ
らに冷却される。凝縮器−蒸発器１４内で、冷媒１５は、事前冷却された空気か
ら熱を吸収し、この空気を定温で蒸発させる。同時に、事前冷却された空気は、
この空気に含まれる水蒸気がかなり凝縮される温度まで冷却される。
【００１７】 次いで、凝縮された水を含む空気は、凝縮器−蒸発器１４から、水抽出器１６
に送られ、そこで凝縮された水が機械的手段によって除去され、かなり除湿され
た空気流が残る。この除湿空気流は次いで、再熱器−凝縮器熱交換機１７に送ら
れる。再熱器−凝縮器熱交換機１７内で、除湿空気は、蒸気サイクル・サブシス
テム３内の圧縮された高温冷媒蒸気１８との熱伝達によって再熱される。この熱
伝達では、冷媒蒸気１８が熱を除湿空気に放出し、水抽出器１６で除去されなか
ったほぼすべての残留自由水分を蒸発させる。したがって、除湿空気は、過熱ま
たは再熱された空気流になる。逆に、冷媒蒸気１８は、定温で凝縮され液体状態
になる。
に送られ、そこで凝縮された水が機械的手段によって除去され、かなり除湿され
た空気流が残る。この除湿空気流は次いで、再熱器−凝縮器熱交換機１７に送ら
れる。再熱器−凝縮器熱交換機１７内で、除湿空気は、蒸気サイクル・サブシス
テム３内の圧縮された高温冷媒蒸気１８との熱伝達によって再熱される。この熱
伝達では、冷媒蒸気１８が熱を除湿空気に放出し、水抽出器１６で除去されなか
ったほぼすべての残留自由水分を蒸発させる。したがって、除湿空気は、過熱ま
たは再熱された空気流になる。逆に、冷媒蒸気１８は、定温で凝縮され液体状態
になる。
【００１８】 再熱された空気は次いで、空気サイクル・タービン１３ｂの入口に向けて送ら
れ、そこでキャビン圧力の近くに膨張され、次いでエンクロージャに流れる。こ
の膨張プロセスで、除湿され再熱された空気は所望の供給温度に冷却される。完
全な冷却が必要でないときに供給温度を制御するようにタービン・バイパス弁２
６を部分的に調節することができる。
れ、そこでキャビン圧力の近くに膨張され、次いでエンクロージャに流れる。こ
の膨張プロセスで、除湿され再熱された空気は所望の供給温度に冷却される。完
全な冷却が必要でないときに供給温度を制御するようにタービン・バイパス弁２
６を部分的に調節することができる。
【００１９】 この第１の実施形態の蒸気サイクル・サブシステム３についてより詳しく説明
する。図１ａを見ると、サブシステム３が、空気サイクル・サブシステム２と２
つの熱伝達関係を維持しながら働くことがわかる。これらの熱伝達関係は、凝縮
器−蒸発器１４および再熱器−凝縮器１７を介して生じる。凝縮器−蒸発器（１
４）内で、膨張した液体冷媒（１５）は定温で蒸発し蒸気状態になる。膨張した
蒸気冷媒１９は、凝縮器−蒸発器１４から、蒸気サイクル圧縮機１３ｃに流れる
。蒸気サイクル圧縮機１３ｃは、空気サイクル・タービン１３ｂによる直接軸駆
動によって動力を供給される。圧縮機１３ｃは、冷媒１９の圧力および温度を上
昇させ、圧縮された冷媒蒸気１８を生成する。
する。図１ａを見ると、サブシステム３が、空気サイクル・サブシステム２と２
つの熱伝達関係を維持しながら働くことがわかる。これらの熱伝達関係は、凝縮
器−蒸発器１４および再熱器−凝縮器１７を介して生じる。凝縮器−蒸発器（１
４）内で、膨張した液体冷媒（１５）は定温で蒸発し蒸気状態になる。膨張した
蒸気冷媒１９は、凝縮器−蒸発器１４から、蒸気サイクル圧縮機１３ｃに流れる
。蒸気サイクル圧縮機１３ｃは、空気サイクル・タービン１３ｂによる直接軸駆
動によって動力を供給される。圧縮機１３ｃは、冷媒１９の圧力および温度を上
昇させ、圧縮された冷媒蒸気１８を生成する。
【００２０】 次いで、後述のように、圧縮蒸気１８の一部は再熱器−凝縮器１７に流れ、そ
れに対して、蒸気１８の他の部分は以下に述べるように平行に補助ＶＣＳ凝縮器
２３に流れる。再熱器−凝縮器１７に流れる冷媒蒸気１８の部分は、除湿空気と
の熱伝達によって定温に冷却される。圧縮蒸気１８はしたがって、凝縮し冷媒液
体２０になる。冷媒液体２０は次いで、膨張弁２１に送られ、そこで流れを絞ら
れ圧力が低下する。膨張弁２１は、膨張した冷媒液体１５を生成する。膨張した
液体１５は次いで、凝縮器−蒸発器１４に進入し、閉ループ蒸気サイクル２が完
了する。
れに対して、蒸気１８の他の部分は以下に述べるように平行に補助ＶＣＳ凝縮器
２３に流れる。再熱器−凝縮器１７に流れる冷媒蒸気１８の部分は、除湿空気と
の熱伝達によって定温に冷却される。圧縮蒸気１８はしたがって、凝縮し冷媒液
体２０になる。冷媒液体２０は次いで、膨張弁２１に送られ、そこで流れを絞ら
れ圧力が低下する。膨張弁２１は、膨張した冷媒液体１５を生成する。膨張した
液体１５は次いで、凝縮器−蒸発器１４に進入し、閉ループ蒸気サイクル２が完
了する。
【００２１】 平行にＶＣＳ凝縮器２３に流れる圧縮蒸気１８の部分は、この凝縮器でより低
温の流体、すなわち、ファン２４によって引き込まれるＲＡＭ空気またはキャビ
ン流出流との熱伝達によって冷却される。ＶＣＳ凝縮器２３内で、冷媒蒸気１８
は、凝縮し、高圧液体２５として戻され、冷媒液体２０と合流する。次いで、液
体流２０、２５は共に、膨張弁２１に流れ、前述の膨張した液体１５になる。
温の流体、すなわち、ファン２４によって引き込まれるＲＡＭ空気またはキャビ
ン流出流との熱伝達によって冷却される。ＶＣＳ凝縮器２３内で、冷媒蒸気１８
は、凝縮し、高圧液体２５として戻され、冷媒液体２０と合流する。次いで、液
体流２０、２５は共に、膨張弁２１に流れ、前述の膨張した液体１５になる。
【００２２】 当然のことながら、膨張した液体１５が凝縮器−蒸発器１４に流入すると、流
入する水の凝縮熱が蒸気サイクル３によって空気サイクル２から除去され、その
一部が、ＶＣＳ凝縮器２３に流れる冷却流体に放出される。ＶＣＳ凝縮器弁２２
を調節することによって調整できる凝縮熱の一部だけが、再熱器−凝縮器１７内
の空気サイクル２に戻される。戻される熱の量は、捕捉された液体水分がタービ
ン１３ｂに進入し、システム供給温度が３２°Ｆ（０℃）よりも低くなったとき
に凍結するのを防止するのに十分な、除湿空気流の再熱を行うように調整するこ
とができる。このエネルギーは、タービン１３ｂによって機械的エネルギーの形
態で回復される。タービン１３ｂの後で空気サイクル２に熱が付加されることは
なく、したがって、システム１の最大冷却能力が得られる。これは、従来型の３
ホイール空気サイクル設計に勝る利点である。
入する水の凝縮熱が蒸気サイクル３によって空気サイクル２から除去され、その
一部が、ＶＣＳ凝縮器２３に流れる冷却流体に放出される。ＶＣＳ凝縮器弁２２
を調節することによって調整できる凝縮熱の一部だけが、再熱器−凝縮器１７内
の空気サイクル２に戻される。戻される熱の量は、捕捉された液体水分がタービ
ン１３ｂに進入し、システム供給温度が３２°Ｆ（０℃）よりも低くなったとき
に凍結するのを防止するのに十分な、除湿空気流の再熱を行うように調整するこ
とができる。このエネルギーは、タービン１３ｂによって機械的エネルギーの形
態で回復される。タービン１３ｂの後で空気サイクル２に熱が付加されることは
なく、したがって、システム１の最大冷却能力が得られる。これは、従来型の３
ホイール空気サイクル設計に勝る利点である。
【００２３】 図１ａに示す第１の実施形態では、組合せ空気タービン駆動蒸気サイクル・マ
シンを使用することが企図される。このような組合せは、図１ｂに示すように、
タービン１３ｂと蒸気サイクル圧縮機１３ｃとの間の機械的駆動を確保し、同時
にサブシステム２、３の２つの流体循環路が完全に独立することを可能にする磁
気継手アセンブリ１３ｄを含む。これにもかかわらず、ＶＣＳ圧縮機１３ｃを機
械的に駆動する他の代替手段を本発明の範囲内で検討することができる。
シンを使用することが企図される。このような組合せは、図１ｂに示すように、
タービン１３ｂと蒸気サイクル圧縮機１３ｃとの間の機械的駆動を確保し、同時
にサブシステム２、３の２つの流体循環路が完全に独立することを可能にする磁
気継手アセンブリ１３ｄを含む。これにもかかわらず、ＶＣＳ圧縮機１３ｃを機
械的に駆動する他の代替手段を本発明の範囲内で検討することができる。
【００２４】 図２ａは、本発明による環境管理システムの第２の実施形態の概略図である。
第２の実施形態は、第１の実施形態とほとんど同じであり、最も顕著な違いは、
第２の実施形態では二次熱交換機２７および空気サイクル圧縮機１３ｅが追加さ
れることである。したがって、抽気１１は事前冷却のために一次熱交換機１２に
流入する。事前冷却された空気は次いで、空気サイクル圧縮機１３ｅに流れるか
、あるいは二次熱交換機２７に直接流れることができるように、逆止め弁３０に
流入する。
第２の実施形態は、第１の実施形態とほとんど同じであり、最も顕著な違いは、
第２の実施形態では二次熱交換機２７および空気サイクル圧縮機１３ｅが追加さ
れることである。したがって、抽気１１は事前冷却のために一次熱交換機１２に
流入する。事前冷却された空気は次いで、空気サイクル圧縮機１３ｅに流れるか
、あるいは二次熱交換機２７に直接流れることができるように、逆止め弁３０に
流入する。
【００２５】 空気は、圧縮機１３ｅに流入した場合、圧縮され加熱される。圧縮された空気
は、タービン１３ｂを駆動するのと同じ軸によって駆動される圧縮機１３ｅから
、二次熱交換機２７に流れる。二次熱交換機２７内で、ＲＡＭ空気（図示せず）
との熱伝達によって追加の圧縮熱が除去される。加熱されたＲＡＭ空気は次いで
、一次熱交換機１２に流れることができ、そこで抽気１１との熱交換が行われる
。「ブートストラップ」圧縮機１３ｅの１つの利点は、利用可能な抽気圧力が低
いときに追加のタービン１３ｂ圧力を与えることである。
は、タービン１３ｂを駆動するのと同じ軸によって駆動される圧縮機１３ｅから
、二次熱交換機２７に流れる。二次熱交換機２７内で、ＲＡＭ空気（図示せず）
との熱伝達によって追加の圧縮熱が除去される。加熱されたＲＡＭ空気は次いで
、一次熱交換機１２に流れることができ、そこで抽気１１との熱交換が行われる
。「ブートストラップ」圧縮機１３ｅの１つの利点は、利用可能な抽気圧力が低
いときに追加のタービン１３ｂ圧力を与えることである。
【００２６】 第２の実施形態では、２次熱交換器２７からの空気流は、次いで、第１の実施
形態の場合と同様に、空気サイクル２の残りの部分を通って流れることができる
。第２の実施形態の蒸気サイクル３も、第１の実施形態と同様に構築され、動作
する。特に、第２の実施形態の蒸気サイクル３は、凝縮器／蒸発器１４および再
熱器／凝縮器１７で、空気サイクル２と熱交換する関係で動作する。
形態の場合と同様に、空気サイクル２の残りの部分を通って流れることができる
。第２の実施形態の蒸気サイクル３も、第１の実施形態と同様に構築され、動作
する。特に、第２の実施形態の蒸気サイクル３は、凝縮器／蒸発器１４および再
熱器／凝縮器１７で、空気サイクル２と熱交換する関係で動作する。
【００２７】 図２ａに示す第２の実施形態は、第１の実施形態の場合と同様に、組合せ空気
タービン駆動式蒸気サイクル機械（combined air turbine-driven vapor cycle
machine ）を使用することを企図している。このような組合せは、図２ｂに示す
ように、タービン１３ｂと、蒸気サイクル圧縮機１３ｃを備えた空気サイクル圧
縮機１３ｅとの間の機械的な駆動機構となる電磁継手アセンブリ１３ｄを含む。
第１の実施形態の場合と同様に、第２の実施形態の継手により、２つのサブシス
テム２、３は完全に独立することができる。
タービン駆動式蒸気サイクル機械（combined air turbine-driven vapor cycle
machine ）を使用することを企図している。このような組合せは、図２ｂに示す
ように、タービン１３ｂと、蒸気サイクル圧縮機１３ｃを備えた空気サイクル圧
縮機１３ｅとの間の機械的な駆動機構となる電磁継手アセンブリ１３ｄを含む。
第１の実施形態の場合と同様に、第２の実施形態の継手により、２つのサブシス
テム２、３は完全に独立することができる。
【００２８】 図３は、本発明の第３の実施形態であるＥＣＳ １ｃを示す概略図である。第
３の実施形態は、基本的には第１の実施形態と同様であるが、最も重要な違いは
、ＶＣＳ圧縮機１３ｃと空気サイクル・タービン１３ｂの間で駆動機構が分離し
ていることである。第３の実施形態では、ＶＣＳ圧縮機１３ｃは、例えば電気モ
ータ３１によって駆動される。別々に駆動されることの１つの利点は、ＶＣＳ３
を密閉し、空気サイクル２の完全さ（機械的、または汚染）に影響を及ぼさない
状態に維持することができる点である。また、空気サイクルまたは蒸気サイクル
それぞれの互いに対する冗長性ももたらされる。ＶＣＳ３が停止した場合には空
気サイクルタービン１３ｂの冷却能力を保持することができ、タービン１３ｂが
停止した場合にはＶＣＳ３の冷却能力を保持することができる。
３の実施形態は、基本的には第１の実施形態と同様であるが、最も重要な違いは
、ＶＣＳ圧縮機１３ｃと空気サイクル・タービン１３ｂの間で駆動機構が分離し
ていることである。第３の実施形態では、ＶＣＳ圧縮機１３ｃは、例えば電気モ
ータ３１によって駆動される。別々に駆動されることの１つの利点は、ＶＣＳ３
を密閉し、空気サイクル２の完全さ（機械的、または汚染）に影響を及ぼさない
状態に維持することができる点である。また、空気サイクルまたは蒸気サイクル
それぞれの互いに対する冗長性ももたらされる。ＶＣＳ３が停止した場合には空
気サイクルタービン１３ｂの冷却能力を保持することができ、タービン１３ｂが
停止した場合にはＶＣＳ３の冷却能力を保持することができる。
【００２９】 図４は、本発明の第４の実施形態であるＥＣＳ １ｄを示す概略図である。第
４の実施形態は、基本的には第３の実施形態と同様であるが、ファン１３ａとタ
ービン１３ｂの間に発電機１３ｆが追加される点が異なる。発電機１３ｆは、別
個のモータで駆動されるＶＣＳ圧縮機１３ｃを駆動するための電力を提供する。
このシステム１ｄの１つの利点は、故障モードにあるときを除けば航空機の電源
に依存しない点である。航空機のバックアップ電源は、空気サイクル・タービン
１３ｂが停止したときに、ＶＣＳ３を独立して冷却できるようになる。
４の実施形態は、基本的には第３の実施形態と同様であるが、ファン１３ａとタ
ービン１３ｂの間に発電機１３ｆが追加される点が異なる。発電機１３ｆは、別
個のモータで駆動されるＶＣＳ圧縮機１３ｃを駆動するための電力を提供する。
このシステム１ｄの１つの利点は、故障モードにあるときを除けば航空機の電源
に依存しない点である。航空機のバックアップ電源は、空気サイクル・タービン
１３ｂが停止したときに、ＶＣＳ３を独立して冷却できるようになる。
【００３０】 図５は、本発明の第５の実施形態であるＥＣＳ １ｅを示す概略図である。こ
の実施形態では、ＶＣＳ補助凝縮器は、主ＲＡＭ回路中の空気サイクルの１次熱
交換器１２の下流側で、比較的高い温度で動作している。このシステム１ｅは、
空気圧縮機１３ｅの入口への温度を低下させる、２次熱交換器および１次熱交換
器のＲＡＭ流の間の第２の蒸発器３２にも依拠する。さらに、システム１ｅは、
空気サイクルの圧縮機１３ｅが必要とする電力を低下させる。
の実施形態では、ＶＣＳ補助凝縮器は、主ＲＡＭ回路中の空気サイクルの１次熱
交換器１２の下流側で、比較的高い温度で動作している。このシステム１ｅは、
空気圧縮機１３ｅの入口への温度を低下させる、２次熱交換器および１次熱交換
器のＲＡＭ流の間の第２の蒸発器３２にも依拠する。さらに、システム１ｅは、
空気サイクルの圧縮機１３ｅが必要とする電力を低下させる。
【００３１】 第５の実施形態では、抽気１１は１次熱交換器１１で受けられ、ＲＡＭまたは
雰囲気２８と熱交換する関係に置かれる。その結果生じた事前冷却された空気は
、空気サイクルの圧縮機１３ｅ中に移る。別法として、例えば圧縮機１３ｅが誤
作動し、逆止め弁３０の流出側で高圧空気を生じない場合には、事前冷却された
空気は、圧縮機１３ｅを迂回して逆止め弁３０中を流れることもできる。その場
合には、空気は逆止め弁３０を通過し、２次熱交換器２７に入ることができる。
圧縮機１３ｅを出る空気も同様に、２次熱交換器２７に進入する。圧縮されたま
たは高圧の、水蒸気を含む事前冷却された空気は、２次熱交換器２７を出て、凝
縮器／蒸発器１４に流れる。
雰囲気２８と熱交換する関係に置かれる。その結果生じた事前冷却された空気は
、空気サイクルの圧縮機１３ｅ中に移る。別法として、例えば圧縮機１３ｅが誤
作動し、逆止め弁３０の流出側で高圧空気を生じない場合には、事前冷却された
空気は、圧縮機１３ｅを迂回して逆止め弁３０中を流れることもできる。その場
合には、空気は逆止め弁３０を通過し、２次熱交換器２７に入ることができる。
圧縮機１３ｅを出る空気も同様に、２次熱交換器２７に進入する。圧縮されたま
たは高圧の、水蒸気を含む事前冷却された空気は、２次熱交換器２７を出て、凝
縮器／蒸発器１４に流れる。
【００３２】 上記実施形態の場合と同様に、凝縮器／蒸発器１４は、水蒸気を含む空気を受
け、この空気を、蒸気サイクル・サブシステム３と熱交換する関係に置く。蒸気
サイクル・サブシステム３は水蒸気を凝縮させ、サブシステム３は、この熱交換
プロセスで冷却によって生じた凝縮熱および顕熱を吸収する。水が含まれている
空気は、凝縮器／蒸発器１４から流出し、水抽出機１６に流入する。
け、この空気を、蒸気サイクル・サブシステム３と熱交換する関係に置く。蒸気
サイクル・サブシステム３は水蒸気を凝縮させ、サブシステム３は、この熱交換
プロセスで冷却によって生じた凝縮熱および顕熱を吸収する。水が含まれている
空気は、凝縮器／蒸発器１４から流出し、水抽出機１６に流入する。
【００３３】 水抽出機１６は、上記実施形態の場合と同様に、凝縮した水を抽出し、除湿さ
れた空気を提供し、この空気がその後再熱器／凝縮器１７に流入する。この中で
、除湿された空気は上記サイクル・サブシステム３中で冷却される凝縮熱および
顕熱を吸収する。この吸収は、部分的なものにすることも、ほぼ完全なものにす
ることもできる。再熱された空気は、再熱器／凝縮器１７を出て、次いで、ター
ビン・バイパス弁２６（供給）またはタービン１３ｂを通って流れることができ
る。タービン１３ｂでは、再熱された空気中で冷却される凝縮熱および顕熱を回
復することができる。タービン１３ｂ’は、空気圧縮機１３ｅおよび発電機１３
ｆと機械的に係合している。
れた空気を提供し、この空気がその後再熱器／凝縮器１７に流入する。この中で
、除湿された空気は上記サイクル・サブシステム３中で冷却される凝縮熱および
顕熱を吸収する。この吸収は、部分的なものにすることも、ほぼ完全なものにす
ることもできる。再熱された空気は、再熱器／凝縮器１７を出て、次いで、ター
ビン・バイパス弁２６（供給）またはタービン１３ｂを通って流れることができ
る。タービン１３ｂでは、再熱された空気中で冷却される凝縮熱および顕熱を回
復することができる。タービン１３ｂ’は、空気圧縮機１３ｅおよび発電機１３
ｆと機械的に係合している。
【００３４】 先の実施形態の場合と同様に、この第５の実施形態の蒸気サイクル・サブシス
テム３は、水蒸気を含む高圧の空気を冷媒と熱交換する関係に置いて冷媒の液層
を蒸発させる凝縮器／蒸発器１４を介して、２相冷媒を循環させる。同時に、冷
媒は、凝縮器／蒸発器１４中で冷却によって発生した凝縮熱および顕熱を吸収す
る。冷媒は、凝縮器／蒸発器１４を出るときには、一般に過熱状態になっている
。
テム３は、水蒸気を含む高圧の空気を冷媒と熱交換する関係に置いて冷媒の液層
を蒸発させる凝縮器／蒸発器１４を介して、２相冷媒を循環させる。同時に、冷
媒は、凝縮器／蒸発器１４中で冷却によって発生した凝縮熱および顕熱を吸収す
る。冷媒は、凝縮器／蒸発器１４を出るときには、一般に過熱状態になっている
。
【００３５】 次に、冷媒は、モータ３１によって駆動される蒸気サイクルの圧縮機１３ｃに
よって圧縮される。圧縮された後で、冷媒は、再熱器／凝縮器１７またはバイパ
ス弁３４中に流入する。再熱器／凝縮器１７中で、冷媒は除湿された空気と熱交
換する関係に置かれ、冷媒中で冷却される凝縮熱および顕熱が、除湿された空気
に吸収されるようになっている。
よって圧縮される。圧縮された後で、冷媒は、再熱器／凝縮器１７またはバイパ
ス弁３４中に流入する。再熱器／凝縮器１７中で、冷媒は除湿された空気と熱交
換する関係に置かれ、冷媒中で冷却される凝縮熱および顕熱が、除湿された空気
に吸収されるようになっている。
【００３６】 一方、弁３４を調節し、冷媒の一部が再熱器／凝縮器２５’を迂回し、例えば
ＲＡＭ空気２８を冷却媒体として使用して冷媒を凝縮させる補助凝縮器３５に入
るようにすることができる。補助凝縮器３５から、冷媒は再熱器／凝縮器１７か
ら出た冷媒と合流し、冷媒２０を生じる。冷媒２０は、実質上は液層であり、膨
張弁３３または膨張弁２１を通って流れることができる。いずれの場合でも、冷
媒の圧力は低下し、冷媒は液体―蒸気状態に転移する。この状態で、膨張弁３３
を介して、冷媒は、やはりＲＡＭ空気２８を加熱源として使用することができる
蒸発器３２によって蒸発させることができる。冷媒は、蒸発器３２を出るときに
は、一般に過熱状態になっている。その後、この冷媒は、凝縮器／蒸発器１４を
出た冷媒と結合する。したがって、蒸気サイクル・サブシステム１２’は閉じて
いる。
ＲＡＭ空気２８を冷却媒体として使用して冷媒を凝縮させる補助凝縮器３５に入
るようにすることができる。補助凝縮器３５から、冷媒は再熱器／凝縮器１７か
ら出た冷媒と合流し、冷媒２０を生じる。冷媒２０は、実質上は液層であり、膨
張弁３３または膨張弁２１を通って流れることができる。いずれの場合でも、冷
媒の圧力は低下し、冷媒は液体―蒸気状態に転移する。この状態で、膨張弁３３
を介して、冷媒は、やはりＲＡＭ空気２８を加熱源として使用することができる
蒸発器３２によって蒸発させることができる。冷媒は、蒸発器３２を出るときに
は、一般に過熱状態になっている。その後、この冷媒は、凝縮器／蒸発器１４を
出た冷媒と結合する。したがって、蒸気サイクル・サブシステム１２’は閉じて
いる。
【００３７】 当業者なら分かるであろうが、本発明は、蒸気サイクル・サブシステム３を組
み込み、エンクロージャに供給される空気の水蒸気を凝縮させることによって、
空気サイクルＥＣＳの動作効率を高めるものである。これは、凝縮器／蒸発器１
４中で冷却される凝縮熱および顕熱を吸収し、次いで再熱器／凝縮器１７および
タービン１３ｂ中でその熱を回復する蒸気サイクル・サブシステム３によって達
成される。さらに、低温の除湿されたタービン吐出空気が凝縮のためのヒート・
シンクとして必要でないので、蒸気サイクル・サブシステム３は、空気サイクル
・サブシステム２の冷房負荷を取り除く。したがって、より低温の空気を供給す
ることができる、またはより小さなＲＡＭ空気の熱交換器を使用して、同じ供給
温度を実現することができる。さらに、空気サイクル・サブシステム２に同じ圧
力レベルを入力するために、本発明では、より低温の給気を送出することも、よ
り大きな空気量を送出することも、あるいはより少ないＲＡＭ空気を使用して同
じ冷却能力をもたらすようにサイジングすることもできる。雰囲気が湿度がほと
んど、または全く含まないときにも空気の冷却を行うことができるので、動作効
率も高まる。さらに、本発明では、航空機レベルでのＶＳＣの凝縮用ヒート・シ
ンクと、航空機レベルでのＶＣＳ冷却機能と、電気モータ、ＥＣＳの電源、また
はＥＣＳの機械的駆動機構によってＶＣＳ圧縮機に動力を与える任意選択の手段
とを任意選択で一体化することも可能である。
み込み、エンクロージャに供給される空気の水蒸気を凝縮させることによって、
空気サイクルＥＣＳの動作効率を高めるものである。これは、凝縮器／蒸発器１
４中で冷却される凝縮熱および顕熱を吸収し、次いで再熱器／凝縮器１７および
タービン１３ｂ中でその熱を回復する蒸気サイクル・サブシステム３によって達
成される。さらに、低温の除湿されたタービン吐出空気が凝縮のためのヒート・
シンクとして必要でないので、蒸気サイクル・サブシステム３は、空気サイクル
・サブシステム２の冷房負荷を取り除く。したがって、より低温の空気を供給す
ることができる、またはより小さなＲＡＭ空気の熱交換器を使用して、同じ供給
温度を実現することができる。さらに、空気サイクル・サブシステム２に同じ圧
力レベルを入力するために、本発明では、より低温の給気を送出することも、よ
り大きな空気量を送出することも、あるいはより少ないＲＡＭ空気を使用して同
じ冷却能力をもたらすようにサイジングすることもできる。雰囲気が湿度がほと
んど、または全く含まないときにも空気の冷却を行うことができるので、動作効
率も高まる。さらに、本発明では、航空機レベルでのＶＳＣの凝縮用ヒート・シ
ンクと、航空機レベルでのＶＣＳ冷却機能と、電気モータ、ＥＣＳの電源、また
はＥＣＳの機械的駆動機構によってＶＣＳ圧縮機に動力を与える任意選択の手段
とを任意選択で一体化することも可能である。
【００３８】 言うまでもなく、前述の内容は本発明の好ましい実施形態に関するものである
こと、および頭記の特許請求の範囲に記載の本発明の趣旨および範囲を逸脱する
ことなく、修正を加えることができることを理解されたい。
こと、および頭記の特許請求の範囲に記載の本発明の趣旨および範囲を逸脱する
ことなく、修正を加えることができることを理解されたい。
【図１ａ】 本発明による環境管理システムの第１の実施形態の概略図である。
【図１ｂ】 図１ａに示す第１の実施形態の空気サイクル・サブシステムと蒸気サイクル・
サブシステムとの間の結合状態の概略図である。
サブシステムとの間の結合状態の概略図である。
【図２ａ】 本発明による環境管理システムの第２の実施形態の概略図である。
【図２ｂ】 図２ａに示す第２の実施形態の空気サイクル・サブシステムと蒸気サイクル・
サブシステムとの間の結合状態の概略図である。
サブシステムとの間の結合状態の概略図である。
【図３】 本発明による環境管理システムの第３の実施形態の概略図である。
【図４】 本発明による環境管理システムの第４の実施形態の概略図である。
【図５】 本発明による環境管理システムの第５の実施形態の概略図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年８月９日（２０００．８．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 し、気化された空気を生成する。タービン（１３ｂ）が 再熱−凝縮機（１７）の流路中にあり、エンクロージャ への冷却され、膨張された空気を生成する。
Claims (52)
- 【請求項１】 エンクロージャ内に調和された空気として供給するための水
蒸気を含んだ圧縮空気を調和する方法であって、 前記圧縮空気を凝縮器・蒸発器熱交換器に送り込むステップと、 前記圧縮空気内の前記水蒸気が続く分離で凝縮した液体の水となるように、前
記凝縮器・蒸発器内で液体から気化する冷媒を用いて前記圧縮空気を冷却し、除
湿された空気を形成するステップと、 前記除湿された空気が再熱された空気となるように、再熱器・凝縮器内で蒸気
から凝縮する冷媒を用いて前記除湿された空気を再熱するステップと、 前記再熱された空気をタービンを介して送り込み、前記エンクロージャ内に供
給するステップと を含む方法。 - 【請求項２】 前記圧縮空気から前記凝縮した液体の水を分離するステップ
を更に含み、この分離するステップは、前記圧縮空気を冷却するステップと前記
除湿された空気を再熱するステップの間に行われる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記再熱された空気が水を実質的に気体状態でのみ含むよう
に、前記再熱器・凝縮器内で残りの凝縮した液体の水を蒸発させるステップを更
に含む請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記凝縮器・蒸発器内で前記圧縮空気と前記液体から気化す
る冷媒とを熱交換関係に置くステップを更に含む請求項１の方法。 - 【請求項５】 前記再熱器・凝縮器内で前記除湿された空気と前記冷媒の蒸
気とを熱交換関係に置くステップを更に含む請求項１の方法。 - 【請求項６】 エンクロージャ内に調節された空気として供給するために水
蒸気を含んだ圧縮空気を調節する方法であって、 前記圧縮空気を凝縮器・蒸発器熱交換器に送り込むステップと、 前記凝縮器・蒸発器内で２相冷媒を用いて前記圧縮空気を冷却するステップと
、 前記圧縮空気から凝縮した水蒸気を分離して、前記圧縮空気を除湿された空気
にするステップと、 分離した後に、再熱器・凝縮器内で２相冷媒を用いて前記除湿された空気を再
熱し、前記除湿された空気を再熱された空気にするステップと、 前記再熱された空気をタービンを介して送り込み、前記エンクロージャ内に供
給するステップと を含む方法。 - 【請求項７】 前記再熱器・凝縮器内で凝縮した水蒸気を蒸発させるステッ
プを更に含む請求項６の方法。 - 【請求項８】 前記凝縮器・蒸発器内で前記圧縮空気と前記２相冷媒とを熱
交換関係に置くステップを更に含む請求項６の方法。 - 【請求項９】 前記再熱器・凝縮器内で前記除湿された空気と前記２相冷媒
とを熱交換関係に置くステップを更に含む請求項６の方法。 - 【請求項１０】 空気サイクル・サブシステムを、前記２相冷媒を含む蒸発
サイクル・サブシステムと熱交換関係に置くことを更に含む請求項６の方法。 - 【請求項１１】 前記蒸発サイクル・サブシステムは前記再熱器・凝縮器と
熱交換関係にあって、前記凝縮器・蒸発器内の前記蒸発サイクル・サブシステム
によって吸収された凝縮の熱は、前記再熱器・凝縮器内の前記空気サイクル・サ
ブシステムによって少なくとも部分的に回収される請求項１０の方法。 - 【請求項１２】 前記圧縮空気を冷却するステップの後に前記２相冷媒を圧
縮するステップを更に含む請求項６の方法。 - 【請求項１３】 前記除湿された空気を再熱するステップの前に前記２相冷
媒を圧縮するステップを更に含む請求項。 - 【請求項１４】 エンクロージャ内に調節された空気として供給するための
水蒸気を含んだ圧縮空気を調節する空気サイクル環境制御システムであって、 前記圧縮空気を気化サイクル・サブシステムと熱交換関係に置くことができる
凝縮器・蒸発器熱交換器であって、凝縮された水を生み出すことができる凝縮器
・蒸発器熱交換器と、 前記凝縮器・蒸発器とのフロー連絡における水分分離器であって、前記凝縮し
た水を分離して除湿された空気を作り出す分離器と、 前記水分分離器とのフロー連絡における再熱器・凝縮器であって、前記除湿さ
れた空気を前記気化サイクル・サブシステムと熱交換関係において水分が抜けた
空気を作り出すことができる再熱器・凝縮器と、 前記再熱器・凝縮器とのフロー連絡におけるタービンであって、前記エンクロ
ージャ内への冷却され膨張した空気を作り出すことができるタービンと を含むシステム。 - 【請求項１５】 前記水分分離器は、前記凝縮器・蒸発器熱交換器と前記再
熱器・凝縮器の中間にある請求項１４の環境制御システム。 - 【請求項１６】 前記タービンは、前記再熱器・凝縮器の下流にある請求項
１４の環境制御システム。 - 【請求項１７】 前記気化サイクル・サブシステムは、２相冷媒と、ＶＣＳ
圧縮機と、第１の熱交換凝縮器とを含む請求項１４の環境制御システム。 - 【請求項１８】 前記２相冷媒は、前記凝縮器・蒸発器から前記再熱器・凝
縮器へ流れる請求項１７記載の環境制御システム。 - 【請求項１９】 前記ＶＣＳ圧縮機は、前記凝縮器・蒸発器と前記再熱器・
凝縮器の中間にある請求項１８の環境制御システム。 - 【請求項２０】 前記気化サイクル・サブシステムは、さらに 前記ＶＣＳ圧縮機から前記冷媒を受け取り、この冷媒をＶＣＳ膨張バルブと前記
凝縮器・蒸発器に戻す第２の凝縮器を含む請求項１７記載の環境制御システム。 - 【請求項２１】 冷媒が前記再熱器・凝縮器と前記第２の凝縮器の間で分離
できる請求項２０記載の環境制御システム。 - 【請求項２２】 第１、第２の凝縮器の少なくとも１つは前記冷媒を分離さ
れた冷却媒体と熱交換関係におく請求項２１記載の環境制御システム。 - 【請求項２３】 前記冷却媒体は空気サイクル・サブシステム内の別のＲＡ
Ｍ空気回路から取り込まれた外気である請求項２２記載の環境制御システム。 - 【請求項２４】 前記冷却媒体は空気サイクル・サブシステム内の同じ冷却
回路からのＲＡＭ空気である請求項２２記載の環境制御システム。 - 【請求項２５】 前記ＶＣＳ圧縮機は、前記タービンによって機械的に駆動
される請求項２３又は請求項２４記載の環境制御システム。 - 【請求項２６】 前記ＶＣＳ圧縮機は別の電動モータによって駆動される請
求項２３又は請求項２４記載の環境制御システム。 - 【請求項２７】 前記タービンとファンは共通のシャフトに機械的に取り付
けられている請求項２３又は請求項２４記載の環境制御システム。 - 【請求項２８】 前記タービン、圧縮機およびファンは、共通のシャフトに
機械的に取り付けられている請求項２３又は請求項２４記載の環境制御システム
。 - 【請求項２９】 前記タービンと圧縮機は共通のシャフトに機械的に取り付
けられ、ファンは別の電動モータによって駆動される請求項２３又は請求項２４
記載の環境制御システム。 - 【請求項３０】 前記タービンは共通のシャフトに取り付けられた発電機を
駆動する請求項２３又は請求項２４記載の環境制御システム。 - 【請求項３１】 前記タービンは共通のシャフトに取り付けられた発電機と
圧縮機を駆動する請求項１０、請求項２３又は請求項２４のいずれかに記載の環
境制御システム。 - 【請求項３２】 前記発電機は、前記ＶＣＳ圧縮機を駆動する別の電動モー
タに電力を供給できる請求項３０又は請求項３１記載の環境制御システム。 - 【請求項３３】 前記発電機は、前記ファンを駆動する別の電動モータに電
力を供給できる請求項３０又は請求項３１記載の環境制御システム。 - 【請求項３４】 前記気化サイクル・サブシステムは、更に、前記再熱器・
凝縮器からの冷媒液の選択された一部を受け取ることができる第２のＶＣＳ蒸発
器を含む請求項２４記載の環境制御システム。 - 【請求項３５】 前記第２のＶＣＳ蒸発器のための冷却媒体は、第１熱交換
器と第２熱交換器の中間の空気サイクルＲＡＭである請求項３４記載の環境制御
システム。 - 【請求項３６】 前記第２のＶＣＳ凝縮器は、前記第１熱交換器下流の空気
サイクルＲＡＭを冷却媒体として使用する請求項３５記載の環境制御システム。 - 【請求項３７】 前記第２のＶＣＳ凝縮器は、キャビン・リターンを冷却媒
体として使用する請求項２２記載の環境制御システム。 - 【請求項３８】 前記第２のＶＣＳ凝縮器は、航空機燃料を冷却媒体として
使用する請求項２２記載の環境制御システム。 - 【請求項３９】 前記第２のＶＣＳ凝縮器は、閉ループ輸送回路中において
第１冷却媒体と熱交換関係にある輸送液を冷却媒体として使用する請求項２２記
載の環境制御システム。 - 【請求項４０】 前記第１冷却媒体は室内排気である請求項３９記載の環境
制御システム。 - 【請求項４１】 前記第１冷却媒体は航空機燃料である請求項３９記載の環
境制御システム。 - 【請求項４２】 水蒸気を伴う空気を調和する蒸気−空気サイクル・システ
ムにおいて、 凝縮蒸発器、その凝縮蒸発器の下流側の再熱凝縮器、およびその再熱凝縮器の
下流側のタービンを備えた空気サイクル・サブシステムと、 前記凝縮蒸発器と再熱凝縮器と関連づけられた熱交換器内の蒸気サイクルサブ
システムと を有し、前記空気の凝縮熱を蒸気−空気サイクル・システムに有用なエネルギー
に変える熱再生手段によって回復することを特徴とする蒸気−空気サイクル・シ
ステム。 - 【請求項４３】 前記空気サイクル・サブシステムがさらに前記凝縮蒸発器
と再熱凝縮器との間に水抽出器をさらに含む請求項４２記載の蒸気−空気サイク
ル・システム。 - 【請求項４４】 前記蒸気サイクル・サブシステムがさらに凝縮蒸発器から
再熱凝縮器へ流れる冷媒を含む請求項４２記載の蒸気−空気サイクル・システム
。 - 【請求項４５】 前記蒸気サイクル・サブシステムがさらに前記凝縮蒸発器
と再熱凝縮器との間に水抽出器をさらに含む請求項４２記載の蒸気−空気サイク
ル・システム。 - 【請求項４６】 前記蒸気サイクル・サブシステムがさらに前記凝縮蒸発器
の上流に蒸気熱交換器を含む請求項４４記載の蒸気−空気サイクル・システム。 - 【請求項４７】 水蒸気を含む空気を調和する蒸気−空気サイクル・システ
ムにおいて、 ２相の冷媒、凝縮蒸発器、およびその凝縮蒸発器の下流側の再熱凝縮器を含む
蒸気サイクル・サブシステムと、 前記凝縮蒸発器、関再熱凝縮器、水抽出器、およびタービンを含む空気サイク
ル・サブシステムと備え、前記凝縮蒸発器が水蒸気を含む空気を前記蒸気サイク
ル・サブシステムに関連して熱交換を行い、水抽出器が凝縮蒸発器の下流側にあ
って除湿空気を生成し、前記再熱凝縮器が水抽出器の下流側にあって前記除湿空
気及び前記蒸気サイクル・サブシステムと関連させて熱交換を行い、前記蒸気を
伴う空気からの凝縮の熱が再熱凝縮器と前記タービンとによって回復させること
ができることを特徴とする蒸気−空気サイクル・システム。 - 【請求項４８】 前記蒸気サイクル・サブシステムは、さらに前記凝縮蒸発
器と再熱凝縮器との間に圧縮機を含む請求項４７記載の蒸気−空気サイクル・シ
ステム。 - 【請求項４９】 前記蒸気サイクル・サブシステムは、さらに前記圧縮器の
下流側で前記凝縮蒸発器の上流側に蒸気熱交換器を含む請求項４８記載の蒸気−
空気サイクル・システム。 - 【請求項５０】 前記蒸気サイクル・サブシステムは、さらに前記凝縮蒸発
器の上流側に膨張弁を含む請求項４９記載の蒸気−空気サイクル・システム。 - 【請求項５１】 前記空気サイクル・サブシステムは、さらに前記凝縮蒸発
器の上流側に熱交換器と空気圧縮器とを含む請求項４７記載の蒸気−空気サイク
ル・サブシステム。 - 【請求項５２】 前記タービンが前記再熱凝縮器の下流側にある請求項４７
記載の蒸気−空気サイクル・サブシステム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5290597P | 1997-07-11 | 1997-07-11 | |
| US60/052,905 | 1997-07-11 | ||
| PCT/US1998/014033 WO1999002401A1 (en) | 1997-07-11 | 1998-07-10 | Air cycle environmental control system with vapor cycle system assisted condensation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001509581A true JP2001509581A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=21980690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000501944A Pending JP2001509581A (ja) | 1997-07-11 | 1998-07-10 | 凝縮に関連した蒸気サイクル・システムを備えた空気サイクル環境制御システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5918472A (ja) |
| EP (1) | EP0994806B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001509581A (ja) |
| DE (1) | DE69805795T2 (ja) |
| WO (1) | WO1999002401A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000329416A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-11-30 | Denso Corp | 冷凍サイクル |
| CN106247658A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-21 | 南京航空航天大学 | 封闭式气液两相冲击冷却系统及方法 |
| KR101898266B1 (ko) | 2013-07-10 | 2018-10-29 | 정현욱 | 수분 분리기 및 이를 구비한 공기 사이클 시스템 |
| US10118116B2 (en) | 2015-01-07 | 2018-11-06 | Hyun-Wook Jeong | Moisture separator and air cycle system with the same |
Families Citing this family (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2792063B1 (fr) * | 1999-04-12 | 2001-12-14 | Armines Ass Pour La Rech Et Le | Turboventilateur mu par la detente d'un liquide ou d'un gaz frigorigene dans un systeme frigorifique ou de climatisation |
| DE19936641C2 (de) * | 1999-08-04 | 2001-06-13 | Eads Airbus Gmbh | Vorrichtung zur Klimatisierung von Passagierflugzeugen |
| JP3228731B2 (ja) * | 1999-11-19 | 2001-11-12 | 株式会社荏原製作所 | ヒートポンプ及び除湿装置 |
| US7043934B2 (en) * | 2000-05-01 | 2006-05-16 | University Of Maryland, College Park | Device for collecting water from air |
| US6257003B1 (en) | 2000-08-04 | 2001-07-10 | Hamilton Sundstrand Corporation | Environmental control system utilizing two air cycle machines |
| US6845630B2 (en) * | 2001-02-16 | 2005-01-25 | Hamilton Sundstrand Corporation | Electric power and cooling system for an aircraft |
| US6460353B2 (en) | 2001-03-02 | 2002-10-08 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for improved aircraft environmental control system utilizing parallel heat exchanger arrays |
| US6663044B1 (en) * | 2001-09-20 | 2003-12-16 | Hamilton Sundstrand Corporation | Vapor compression cycle environmental control system |
| US6615606B2 (en) * | 2002-01-10 | 2003-09-09 | Hamilton Sundstrand | Dual turbine bootstrap cycle environmental control system |
| ITMI20020146U1 (it) * | 2002-03-19 | 2003-09-19 | Grassi Sergio | Sistema di condizionamento dell'aria di ambienti in particolare cabine di aeroplani ad elevato rendimento |
| DE10234968A1 (de) * | 2002-07-31 | 2004-02-12 | Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh | Flugzeugklimaanlage |
| US6629428B1 (en) | 2002-10-07 | 2003-10-07 | Honeywell International Inc. | Method of heating for an aircraft electric environmental control system |
| US6925818B1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-08-09 | Cryogenic Group, Inc. | Air cycle pre-cooling system for air separation unit |
| US6948331B1 (en) | 2003-09-12 | 2005-09-27 | Norhrop Grumman Corporation | Environmental control system for an aircraft |
| DE10350541A1 (de) | 2003-10-29 | 2005-06-16 | Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh | Klimatisierungssystem und Verfahren zur Aufbereitung von Luft zur Klimatisierung eines Raumes |
| US7287582B2 (en) * | 2004-05-19 | 2007-10-30 | Eaton Corporation | Shore power system including a HVAC system |
| US7722700B2 (en) * | 2006-09-18 | 2010-05-25 | Invacare Corporation | Apparatus and method of providing concentrated product gas |
| US7753975B2 (en) * | 2006-10-24 | 2010-07-13 | Ingersoll Rand Energy Systems Corporation | Fuel compression system with internal reheat for dew point suppression |
| US20080260575A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-23 | Honeywell International Inc. | Two-stage catox apparatus and process |
| US8915095B2 (en) * | 2008-09-12 | 2014-12-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Hybrid environmental conditioning system |
| US8206088B1 (en) * | 2009-04-28 | 2012-06-26 | Plattner Wesley M | Flow control system for an aircraft |
| US8936071B2 (en) * | 2009-11-10 | 2015-01-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Hybrid cooling system for aircraft applications |
| US8209066B2 (en) * | 2010-02-11 | 2012-06-26 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Environmental control system for precision airborne payloads |
| DE102010021890A1 (de) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Airbus Operations Gmbh | Klimatisierungssystem für ein Flugzeug mit Hybrid-Betrieb |
| DE102010034830B4 (de) | 2010-08-19 | 2012-11-08 | Airbus Operations Gmbh | Klimatisierungssystems für ein Luftfahrzeug mit separatem Kältekreis |
| EP2644895A4 (en) * | 2010-11-22 | 2018-01-31 | UD Trucks Corporation | Compressed air supply device |
| US10266034B2 (en) * | 2011-06-16 | 2019-04-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat pump for supplemental heat |
| US8967173B2 (en) * | 2011-08-24 | 2015-03-03 | The Boeing Company | System and methods for ground-based cabin/cargo pressurization/depressurization |
| CN102996489A (zh) * | 2011-09-08 | 2013-03-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法 |
| US9669936B1 (en) * | 2012-10-24 | 2017-06-06 | The Boeing Company | Aircraft air conditioning systems and methods |
| US10723463B1 (en) | 2012-12-07 | 2020-07-28 | Wesley M. Plattner | Systems and methods for efficient operation of air cycle machines |
| US10184494B2 (en) | 2013-06-28 | 2019-01-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Enhance motor cooling system and method |
| EP3069997B1 (en) * | 2015-03-16 | 2020-04-29 | Airbus Operations S.L. | Aircraft comprising a heat exchanger |
| CN107548369B (zh) * | 2015-04-23 | 2021-01-29 | 空中客车作业有限公司 | 飞机空调系统和用于操作这种飞机空调系统的方法 |
| US10730630B2 (en) * | 2016-01-14 | 2020-08-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Low pressure pack |
| US10017032B2 (en) * | 2016-02-16 | 2018-07-10 | The Boeing Company | Thermal management systems and methods |
| US10408501B2 (en) * | 2016-12-21 | 2019-09-10 | Hamilton Sundstrand Corporation | Environmental control system with ejector-enhanced cooling |
| US10429107B2 (en) * | 2017-01-12 | 2019-10-01 | Honeywell International Inc. | Simplified recuperating electric ECS |
| US11358725B2 (en) * | 2017-06-28 | 2022-06-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Three wheel and simple cycle aircraft environmental control system |
| US10850854B2 (en) | 2017-06-28 | 2020-12-01 | Hamilton Sunstrand Corporation | Three wheel and simple cycle aircraft environmental control system |
| US20190153961A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-23 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Gas turbine system |
| US10689121B2 (en) * | 2018-01-24 | 2020-06-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchanger with external plenum |
| US10704466B2 (en) | 2018-01-29 | 2020-07-07 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | High-mach vehicle cooling |
| EP3572329A1 (en) * | 2018-05-24 | 2019-11-27 | Rolls-Royce plc | Aircraft environmental control system |
| US11084592B2 (en) * | 2018-06-26 | 2021-08-10 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft environmental control system |
| US11820519B2 (en) | 2018-09-04 | 2023-11-21 | Honeywell International Inc. | Air-driven vapor cycle refrigeration system |
| US11512667B2 (en) | 2019-02-25 | 2022-11-29 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Anti-unstart for combined cycle high mach vehicles |
| US11465756B2 (en) * | 2019-12-09 | 2022-10-11 | Hamilton Sundstrand Corporation | Bootstrap air cycle with vapor power turbine |
| US11913377B2 (en) | 2022-02-18 | 2024-02-27 | Rtx Corporation | Environmental control systems |
| US20230264818A1 (en) * | 2022-02-18 | 2023-08-24 | Raytheon Technologies Corporation | Aircraft Hybrid Cooling System |
| US20230339616A1 (en) * | 2022-04-20 | 2023-10-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Environmental control system with air powered pump |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US32100A (en) * | 1861-04-16 | Akcalous wyqkoff | ||
| GB914124A (en) * | 1959-10-30 | 1962-12-28 | Normalair Ltd | Improvements in or relating to cooling systems for supersonic aircraft |
| US3097504A (en) * | 1959-10-30 | 1963-07-16 | Normalair Ltd | Cooling systems for aircraft |
| GB976564A (en) * | 1962-11-23 | 1964-11-25 | Normalair Ltd | Improvements in or relating to air conditioning of supersonic aircraft |
| US4198830B1 (en) * | 1978-07-03 | 1995-04-18 | Garrett Corp | Fluid conditioning apparatus and system |
| US4263786A (en) * | 1979-07-10 | 1981-04-28 | The Boeing Company | Fuel conserving air-conditioning apparatus and method for aircraft |
| US4434624A (en) * | 1981-03-27 | 1984-03-06 | Lockheed Corporation | Energy-efficient all-electric ECS for aircraft |
| US4430867A (en) * | 1981-08-24 | 1984-02-14 | United Technologies Corporation | Air cycle refrigeration system |
| US4553407A (en) * | 1983-12-12 | 1985-11-19 | United Technologies Corporation | High efficiency air cycle air conditioning system |
| US4967565A (en) * | 1989-06-23 | 1990-11-06 | Allied-Signal Inc. | ECS with advanced air cycle machine |
| US4963174A (en) * | 1989-12-12 | 1990-10-16 | Payne George K | Hybrid vapor cycle/air cycle environmental control system |
| US4966005A (en) * | 1989-12-12 | 1990-10-30 | Allied-Signal Inc. | Advanced hybrid air/vapor cycle ECS |
| US5086622A (en) * | 1990-08-17 | 1992-02-11 | United Technologies Corporation | Environmental control system condensing cycle |
-
1998
- 1998-07-10 EP EP98934293A patent/EP0994806B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-10 WO PCT/US1998/014033 patent/WO1999002401A1/en active IP Right Grant
- 1998-07-10 DE DE69805795T patent/DE69805795T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-10 JP JP2000501944A patent/JP2001509581A/ja active Pending
- 1998-07-11 US US09/114,262 patent/US5918472A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000329416A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-11-30 | Denso Corp | 冷凍サイクル |
| KR101898266B1 (ko) | 2013-07-10 | 2018-10-29 | 정현욱 | 수분 분리기 및 이를 구비한 공기 사이클 시스템 |
| US10118116B2 (en) | 2015-01-07 | 2018-11-06 | Hyun-Wook Jeong | Moisture separator and air cycle system with the same |
| CN106247658A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-21 | 南京航空航天大学 | 封闭式气液两相冲击冷却系统及方法 |
| CN106247658B (zh) * | 2016-09-05 | 2017-12-08 | 南京航空航天大学 | 封闭式气液两相冲击冷却系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5918472A (en) | 1999-07-06 |
| EP0994806A1 (en) | 2000-04-26 |
| DE69805795D1 (de) | 2002-07-11 |
| DE69805795T2 (de) | 2003-01-02 |
| WO1999002401A1 (en) | 1999-01-21 |
| EP0994806B1 (en) | 2002-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001509581A (ja) | 凝縮に関連した蒸気サイクル・システムを備えた空気サイクル環境制御システム | |
| EP1028891B1 (en) | Two spool environmental control system | |
| US6381969B1 (en) | ECS with 2-stage water separation | |
| US6148622A (en) | Environmental control system no condenser high pressure water separation system | |
| US5906111A (en) | Liquid cooled high pressure separation for air cycle cooling system | |
| ES2200961T3 (es) | Sistema de control ambiental por ciclo de aire dotado de un subsistema por ciclo de liquido. | |
| JP4906225B2 (ja) | ２つのエアサイクルマシンを利用する環境制御装置 | |
| US6615606B2 (en) | Dual turbine bootstrap cycle environmental control system | |
| CN110576720B (zh) | 机动车辆的空调系统和用于运行空调系统的方法 | |
| EP0045144A2 (en) | Heat pump systems for residential use | |
| WO1996034236A1 (en) | Refrigerant enhancer-absorbent concentrator and turbo-charged absorption chiller | |
| US5924293A (en) | Air cycle environmental control system with fully energy regenerative high pressure water condensation and extraction | |
| US5921093A (en) | Air cycle environmental control system with energy regenerative high pressure water condensation and extraction | |
| JP4144475B2 (ja) | 空調装置 | |
| JP2001328596A (ja) | 航空機用空気調和装置 | |
| JP2004314654A (ja) | 航空機用空調システム | |
| JP4114277B2 (ja) | 航空機用空気調和装置 | |
| CN113371014A (zh) | 用于真空环境中密封舱体的蒸汽压缩循环制冷系统及列车 | |
| CN113371015A (zh) | 用于真空环境中密封舱体的蒸汽压缩循环制冷方法 | |
| JP2004232979A (ja) | 冷房装置 |