JP2002513326A - 小型水分収集器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 空調設備から概ね第１流れ方向に出る水分を含む空気から水分を収集するための水分収集器（１０）が開示されている。収集器は、容積容量を画定する水分収集ハウジング（１２）を備える。概ね第１流れ方向に移動する一方、入口（１６）は、空調設備からの水分を含んだ空気を受けるための容積部分の中に突入する。水分を含む空気を変向するための装置は、容積部分及び出口の上流に位置している。装置では、概ね水分を含まない空気を形成するために、水分は水分を含む空気から取り除かれる。空気の通路は、水分と共に概ね水分を含まない空気を配向するための装置からの出口に向かって配向するために容積部分内部に画定される。水分を収集するための容積部分が設けられている。出口の下流に集めるための容積部分の中に水分を含む空気と共に移動する水分を配向するために、装置は水分を含まない空気が通る空気の通路に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 小型水分収集器発明の分野 本発明は、水分収集器に関連し、詳細には航空機及びその他の輸送機器の環境 管理システムに使用される小型水分収集器に関連する。背景技術 エアーサイクル空調設備において、凝縮熱交換器は,水滴を有する冷たい空気 の流れを排気し、その内の水滴が水分収集器によって概ね取り除かれる。すなわ ち、水分が空気の流れから取り除かれなければ、これらの水滴はシステムの効率 を下げる、またはシステム部品、特に回転機器を腐食する可能性がある。従って 、これらの空調設備の熱交換器、タービン、ダクト、構成部品は効率の低下及び システム部品の腐食に曝される。 通常は、取り除かれるべき水分はダクトの蛇行による１種の遠心分離によって 水分収集器の上流のダクト壁に凝集する。従って、ダクト壁に最も近い空気の流 れの部分に最も水分が凝集する。 ある従来の技術による水分収集器は、水分を含んだ空気から水分を取り除くの に成功している。そのようなシステムは、高性能水分収集器を開示しているWarn erに付与された米国特許第４，６８１，６１０に示されている。しかしながら、 この水分収集器の形、サイズ及び取り付け方法は、航空機内における水分収集器 を設置したことに引き続き、改良した水分収集器の設置を義務付けた航空機環境 管理システムの現在のニーズを満足していない。従来の水分収集器は、環境管理 システムまたは航空機の空調設備に後付けできない。従来の水分収集器が後付け できない理由は、多くの場合水分収集器の配置に望ましい位置に従来の仕様の水 分収集器を取着するスペースがないことである。 エアーサイクル空調設備の熱交換器から排出される水分を含んだ空気から水分 を取り除くのに大いに効果的、かつ既に取り付けられている従来の空調設備に後 付けできる形及びデザインの小型水分収集器が望まれている。発明の開示 本発明の主要な目的は、輸送機器、特に航空機のエアーサイクル空調設備で使 用する改良した小型水分収集器を供給することである。 本発明の別の目的は、航空機に設置された現行のエアーサイクル空調設備に後 付けできるサイズ、形、デザインを有する小型水分収集器を供給することである 。 本発明のもう１つの目的は、航空機のエアーサイクル空調設備の現在取り付け られている管路、特に水分収集器に直角に入るまたは出る管路に取着するよう設 計された小型水分収集器を供給することである。 本明細書に記載する目的及び利点は、空調設備から概ね第１流れ方向に排気さ れる水分を含む空気から水分を収集するための本発明による水分収集器によって 達成されている。収集器は、容積部分の大きさを画定する水分収集ハウジングを 備える。水分を含む空気が概ね第１流れ方向に移動する一方、入口は空調設備か ら水分を含む空気を受けるための容積部分の中に突入している。概ね水分を含ま ない空気を排気するために出口が容積部分の外に向かって延びている。水分を含 んだ空気を配向するための装置は、その容積部分内部及び出口の上流に位置して いる。装置では、概ね水分を含まない空気にするために水分が取り除かれる。装 置から出口に向かう概ね水分を含まない空気を配向するために、空気の通路は容 積部分の中で画定されている。水分を収集するための容積部分を設けてある。 装置は空気が通過する空気の流れる通路に位置している。これは、出 口の下流部への流れを容積部分の中に集めるため、水分を含まない空気と共に移 動する水分を配向するためである。図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理に基づいた小型水分収集器の横断立面図である。 第２図は、第１図の２−２線に沿った断面図である。本発明の最適な実施例 詳細な図面を参照すると、第１図には、その全体が符号１０より示される本発 明の水分収集器の横断立面図が示されている。通常、水分収集器１０は、ハウジ ング１２、入口１４、出口１６、第１変向板１８、第２変向板２０、水分収集容 積部分２２を含む。 ハウジング１２は通常、第１カップ型半体２４及び第２カップ型半体２６を含 み、半体２４及び半体２６は領域２８において、互いに係合して接合されている 。両半体２４、２６は、内部に空気が流れるべき容積部分３０を画定している。 別の形も使用可能であるが、半体２４は狭窄部分３２及び広い開口部３４を含む 。半体２６の形は半球型が望ましく、水分収集容積部分２２の一部を画定する内 部カップ型表面３６を含む。典型的な応用例では、水分収集容積部分２２の中へ の水分の流れを助けるために重力を利用するため、半体２４は収集器１０の上半 分、半体２６は下半分になっている。収集領域２２から水分を排出するために半 体２６は、望ましくはその最下部にドレン開口３８を備える。ドレン開口３８は 、収集容積部分２２から水分を導くために望ましくは管状のドレンパイプ４０に 結合される。 入口１４は、望ましくは管状の部品から成り、ハウジング１２の外側から開口 ４２を通って第１変向板１８に向けて、第１変向板１８によって画定される容積 部分４４に突入する。図示されるように、入口１４は、 望ましくは水分収集器１０の中心線からオフセットされ、収集器の垂直軸Ｖに概 ね平行に延びる。 出口１６はまた、望ましくは管状の形の部品であり、ハウジング１２の半体２ ４の上側部分の内側から延び半体２４の中の開口４８を通っている。出口は、収 集器の垂直軸Ｖに対して横方向に延びている。従って、水分を含まない空気は出 口１６を通って収集器１０から排出される。 上記の通り、第１変向板１８は容積部分３０の中に位置し、詳細には下側の半 体２６によって画定される容積部分３０の部分の中に位置している。第１変向板 １８は、望ましくはカップ型であり、下側の半体２６のカップ型表面３６と間隔 を置いて配置され、カップ型表面３６と概ね同軸を成す。従って、カップ型表面 ２６と第１変向板１８の外側表面５２との間に容積部分５０が形成される。第１ 変向板１８は、上部カップ型または曲面５４を有し、入口１４から収集器１０に 入る水分を含んだ空気は変向板１８に衝当する。従って、空気は入口１４を通っ てカップ型表面５４に衝当し、第１変向板によって画定される容積部分４４に進 む。入口１４の下端５８は、表面５４から上方に向かって空間を置いて設けられ る。これは、表面５４に衝当した水分を含んだ空気の流れを、下端５８と表面５ ４との間の容積部分６０の外に向けるためである。第２図に示されるように、第 １変向板１８は上部リム６２を備える。リム６２は、第２変向板２０のカップ型 表面６４の下側位置に向けて延出する。従って、リム６２と表面６４との間に間 隙６６が形成される。第１変向板１８との衝突で水分を含んだ空気から水分が強 制的に出され、続いて矢印Ｄによって示される、進路変更された空気を介して、 間隙６６を通って水分収集容積部分２２に向かって配向される。第１変向板１８ 及び第２変向板２０を取着するために各種の締結具２０が使用可能であり、その 特定の実施例は本発明にとって重要でない。 第１図に示されるように、第２変向板２０は概ねリング型であり、カップ型表 面６４を画定する断面は概ねＵ型である。従って、第２変向板２０は、リム６２ の周り及び上方に延在し、半体２４と概ね同軸を成しその内部壁に隣接する。図 示されるように、Ｕ型壁の内側部分７２は変向板１８に向かい下側に延び、容積 部分部分４４の中に入り変向板２０を形成する。変向板２０の外側部分７４は、 望ましくは下側の半体２６の内壁と概ね同軸を成し、ハウジング１２に至るまで 延出している。第２変向板の部分７２及び第２偏向板の一部であるカップ型表面 ６４は、間隙６６にて、水分を含んだ空気から分離された水滴を、水分を含んだ 空気から離し、収集容積部分２２に導く機能を有する。従って、矢印Ｕで示され ているように、入口１４の出口における容積部分６０から、変向板２０の中心を 通って上方に向かい出口１６に至る空気の通路７６が形成される。 第１図に示されるように、収集器１０は入口１４と出口１６の相対位置が概ね 直角として設計してある。これは、航空機またはその他の輸送機器に既設されて いるダクト、特に９０度の方向に曲がっているダクトの配置のためである。しか しながら、ハウジング構造を僅かに変更するのみで、収集器１０は真直なダクト または異なる角度で交わるダクトに取り付け可能である。従って図示された構造 によれば、収集器１０は実際に空調設備を取り外すことなく、種々の従来の航空 機の空調設備に後付け可能である。 水分収集器は、動作中に、他の供給源もあり得るが、例えば熱交換器から通常 はブリード空気として高圧の水分を含んだ空気を受ける。水分を含んだ空気は強 制的に入口１４に導入される。水分を含んだ空気は入口１４の下端５８から出て 、第１変向板１８のカップ型表面５４と衝当する。面５４が、カップ型をなして 上向きに湾曲しているために、空気 の流れは配向され、その表面に沿って流れた後、及び出口１６に向かって上向き に流れる。従って、空気の通路７６が、入口１４の下端５８の容積部分６０と出 口１６との間に形成される。矢印Ｄに示されるように、空気が空気の通路７６を 通過するとき、表面に近い水滴は配向された空気と共に表面５４を引き摺られる 。空気は、空気の通路７６を通る途中、第２変向板２０の中心にある開口を通過 する。水滴は、表面５４に概ね残り、水滴が第２変向板２０の真中の開口に向か って移動しようとするとき、配向された空気Ｄによって、水滴は強制的に第２変 向板２０を画定する壁の部分の下側部分７２に向けて送り込まれ、リム６２の上 の間隙６６に至る。一方、大部分の空気は矢印Ｕで示されるように連続して出口 １６に向かう。第２変向板２０のカップ型表面６４及び配向された空気の流れに よって、水滴は、強制的に過剰水分収集用の容積部分２２に送り込まれ、そこに 留められる。水分を受け入れる容量を常に確保するために、水分はドレイン４０ を通って容積部分２２から排出される。 上記によれば、効果的かつ利便の高い小型水分収集器が提供される。この小型 水分収集器は、設備全体または設備の大部分を取り外すことなく現在取り付けて ある航空機の空調設備のダクト、特に直角に曲がったところに取着可能である。 本発明の主要な利点は、輸送機器、特に航空機のエアーサイクル空調設備に使 用する改良した小型水分収集器を供給することである。本発明の別の利点は、現 在取り付けてある航空機のエアーサイクル空調設備に後付けできるサイズ、形、 デザインを有する小型水分収集器を供給することである。本発明のもう１つの利 点は、現在取り付けてある航空機の空調設備のダクト、特に直角に曲がったとこ ろに取着できるように設計した小型水分収集器を提供することである。 本発明は最適な実施例で示したが、収集器の形態及び詳細における前 記及び他の種々の変更、省略、付加及び詳細は本発明の精神及び範囲を逸脱する ことなく変え得ると技術を持った当業者に理解されるはずである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年２月１８日（１９９９．２．１８） 【補正内容】 独立請求項１の前段部分で定義した水分収集器は、ＵＳ−Ａ−１，４４２，６ ８９で開示されているが、形及びそのサイズは現存の航空機の空調設備への取着 を妨げている。またＵＳ−Ａ−０ ６０６ ７１６は、大きいサイズの水分分離 器を開示している。 エアーサイクル空調設備の熱交換器から排出される水分を含んだ空気から水分 を取り除くのに大いに効果的、かつ既に取り付けられている従来の空調設備に後 付けできる形及びデザインの小型水分収集器が望まれている。発明の開示 本発明の主要な目的は、輸送機器、特に航空機のエアーサイクル空調設備で使 用する改良した小型水分収集器を供給することである。 本発明の別の目的は、航空機に設置された現行のエアーサイクル空調設備に後 付けできるサイズ、形、デザインを有する小型水分収集器を供給することである 。 本発明のもう１つの目的は、航空機のエアーサイクル空調設備の現在取り付け られている管路、特に水分収集器に直角に入るまたは出る管路に取着するよう設 計された小型水分収集器を供給することである。 これらの目的を達成するために本発明に従い以下を提供する。空調設備から出 て概ね第１流れ方向に入る水分を含んだ空気から水分を集める水分収集器であっ て、中心線を有する容積部分を画定する水分収集ハウジングと、概ね第１流れ方 向に流入する一方、前記空調設備から前記水分を含んだ空気を受けるための前記 容積部分の中に突入する入口と、概ね水分を含まない空気を排気するための前記 容積部分の外に向けて延出する出口と、前記容積部分の内部及び前記出口の下流 に前記水分を含んだ空気を配向する第１変向板であって、前記概ね水分を含まな い空気を形成するために水分を含んだ空気で配向する、該第１変向板と、前記容 積部分の中に画定された空気の通路であって、前記水分と共に前記概ね水分を含 まない空気を第１変向板から前記出口に向かって配向する、該通路と、水分収集 容積部分を備える前記水分を収集する手段と、水分を含まない空気が通過する前 記空気の通路に位置するリング型の第２変向板であって、前記水分収集容積部分 の中に前記水分を含まない空気と共に移動する水分を配向する、該リング型の第 ２変向板とを備え、前記入口は前記中心線からずれており、前記ハウジングは、 半球型の第１カップ型半体及び前記水分を収集するための手段の一部を画定する 内部凹状カップ型表面を備えており、前記第１変向板はカップ型であり、前記カ ップ型ハウジング半体の中に配置され、内部凹状カップ型表面及び外部凸状カッ プ型表面を備え、外部凸状カップ型表面とカップ型ハウジング半体の内部凹状カ ップ型表面とは向き合っている一方収集容積部分を画定するためにこれらは間隔 を置いて配置され、前記入口は前記カップ型第１変向板の中に突入しており、前 記リング型の第２変向板は、カップ型の第１変向板のリムの上部及び周りにカッ プ型表面を備え、これらとの間に間隙が画定される。図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理に基づいた小型水分収集器の横断立面図である。 第２図は、第１図の２−２線に沿った断面図である。本発明の最適な実施例 詳細な図面を参照すると、第１図には、その全体が符号１０より示される本発明 の水分収集器の横断立面図が示されている。通常、水分収集器１０は、ハウジン グ１２、入口１４、出口１６、第１変向板１８、第２変向板２０、水分収集容積 部分２２を含む。 ハウジング１２は通常、第１カップ型半体２４及び第２カップ型半体 に送り込まれ、そこに留められる。水分を受け入れる容量を常に確保するために 、水分はドレイン４０を通って容積部分２２から排出される。 上記によれば、効果的かつ利便の高い小型水分収集器が提供される。この小型 水分収集器は、設備全体または設備の大部分を取り外すことなく現在取り付けて ある航空機の空調設備のダクト、特に直角に曲がったところに取着可能である。 本発明の主要な利点は、輸送機器、特に航空機のエアーサイクル空調設備に後 付けできるサイズ、形、デザインを有する小型水分収集器を供給することである 。本発明のもう１つの利点は、現在取り付けてある航空機の空調設備のダクト、 特に直角に曲がったところに取着できるように設計した小型水分収集器を提供す ることである。 本発明は最適な実施例で示したが、収集器の形態及び詳細における前記及び他 の種々の変更、省略、付加及び詳細は以下の請求の範囲を逸脱することなく変え 得ると技術を持った当業者に理解されるはずである。請求の範囲 １．空調設備から概ね第１流れ方向に排出される水分を含んだ空気から水分を集 める水分収集器であって、 中心線を有する容積部分を画定する水分収集ハウジング（１２）と、 概ね第１流れ方向に流入れる、前記空調設備から前記水分を含んだ空気を受け るために前記容積部分（３０）の中に突入する入口（１４）と、 概ね水分を含まない空気を排気するために前記容積部分（３０）の外に向けて 延出する出口（１６）と、 前記容積部分（３０）の内部の前記出口（１６）の下流側にて、前記概ね水分 を含まない空気を形成するように、前記水分を含んだ空気から水分を分離するた めの第１変向板（１８）と、 前記水分と共に前記概ね水分を含まない空気を前記第１変向板（１８）から 前記出口（１６）に向かって配向するべく、前記容積部分（３０）の中に画定さ れた空気の通路（７６）と、 水分収集容積部分（２２）を備える前記水分を収集する手段と、 前記水分を含まない空気と共に移動する前記水分を配向して前記水分を収集す る容積部分（２２）の中に入れ、前記空気の通路（７６）の中の水分を含まない 空気の経路内に配置されるリング型第２偏向板(２０)とを有し、 前記入口（１４）は前記中心線からオフセットされており、 前記ハウジング（１２）は、半球型の第１カップ型半体（２６）及び前記水分 を収集するための手段の一部を画定する内部凹状カップ型表面（３６）を備えて おり、 前記第１変向板（１８）はカップ型から成り、前記カップ型ハウジング半体（ ２６）の中に配置され、内部凹状カップ型表面（５４）及び外部凸状カップ型表 面（５２）を備え、外部凸状カップ型表面（５２）と カップ型ハウジング半体（２６）の内部凹状カップ型表面（３６）とは向き合っ ている一方収集容積部分（２２）を画定するためにこれらは間隔を置いて配置さ れ、前記入口（１４）は前記カップ型第１変向板（１８）の中に突入しており、 前記リング型の第２変向板（２０）は、カップ型の第１変向板（１８）のリム （６２）の上部及び周りにカップ型表面（６４）を備え、これらとの間に間隙（ ６６）が画定されることを特徴とする水分収集器。 ２．前記配向する手段は、前記水分を含む空気を配向または変向するために、前 記第１流れ方向を概ね横切る位置に在る第１変向板を含むことを特徴とする請求 項１に記載の収集器。 ３．前記第１変向手段は、曲面を有する湾曲プレートを含むことを特徴とする請 求項２に記載の収集器。 ４．前記曲面の少なくとも１つが、前記空気の通路の一部を画定することを特徴 とする請求項２に記載の収集器。 ５．前記第１変向手段が、第１カップ型表面を有する第１カップ型プレートを含 み、前記変向板に対する前記水分を含んだ空気を受けるため及び前記空気の通路 を通って前記水分を含む空気を配向し出口に向けるために前記第１流れ方向を概 ね横切る位置に前記第１カップ型表面を備えることを特徴とする請求項２に記載 の収集器。 ６．前記配向するのための手段が、空気の通路に位置し、また前記概ね水分を含 まない空気と共に移動するすべての水分も配向するために前記空気の通路を部分 的に遮る位置に在る変向部品を有する請求項５に記載の収集器。 ７．収集するための前記手段は、第２カップ型表面を有する第２カップ型プレー トを備え、前記第２カップ型表面は前記第１カップ型表面と同軸を成す位置に在 ることを特徴とする請求項５に記載の収集器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゼイガー、マイケル アメリカ合衆国コネチカット州06095・ウ ィンザー・ギディングズアベニュー 146 (72)発明者 ビグリアノ、モーラ アメリカ合衆国マサチューセッツ州 01089・ウエストスプリングフィールド・ サニーサイドストリート 39 (72)発明者 ロシアン、スコット・エル アメリカ合衆国コネチカット州06082・エ ンフィールド・ロックドライブ ８ (72)発明者 ウィルモット、ジョージ・イー・ジュニア アメリカ合衆国コネチカット州06026・イ ーストグランビー・サレイドライブ ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空調設備から概ね第１流れ方向に排出される水分を含んだ空気から水分を集 める水分収集器であって、 容積部分を画定する水分収集ハウジングと、 概ね前記第１流れ方向に流れる、前記空調設備からの前記水分を含んだ空気を 受けるために前記容積部分内に突入する入口と、 概ね水分を含まない空気を排気するために前記容積部分の外に向けて延出する 出口と、 前記容積部分の内部の前記出口の下流側にて、前記概ね水分を含まない空気を 形成するように、前記水分を含んだ空気から水分を分離するための手段と、 前記水分と共に前記概ね水分を含まない空気を前記配向手段から前記出口に向 けて配向するべく、前記容積部分の中に画定された空気の通路と、 前記水分を収集する手段と、 前記空気通路内の前記水分を含まない空気の経路内に配置され、前記水分が前 記出口の下流に集められるよう前記水分を含まない空気と共に移動する前記水分 を配向する手段とを有することを特徴とする水分収集器。 ２．前記配向する手段は、前記水分を含む空気を配向または変向するために、前 記第１流れ方向を概ね横切る位置に在る第１変向板を含むことを特徴とする請求 項１に記載の収集器。 ３．前記第１変向手段は、曲面を有する湾曲プレートを含むことを特徴とする請 求項２に記載の収集器。 ４．前記曲面の少なくとも１つが、前記空気の通路の一部を画定することを特徴 とする請求項２に記載の収集器。 ５．前記第１変向手段が、第１カップ型表面を有する第１カップ型プレートを含 み、前記変向板に対する前記水分を含んだ空気を受けるため及び前記空気の通路 を通って前記水分を含む空気を配向し出口に向けるために前記第１流れ方向を概 ね横切る位置に前記第１カップ型表面を備えることを特徴とする請求項２に記載 の収集器。 ６．前記配向するのための手段が、空気の通路に位置し、また前記概ね水分を含 まない空気と共に移動するすべての水分も配向するために前記空気の通路を部分 的に遮る位置に在る変向部品を有する請求項５に記載の収集器。 ７．収集するための前記手段は、第２カップ型表面を有する第２カップ型プレー トを備え、前記第２カップ型表面は前記第１カップ型表面と同軸を成す位置に在 ることを特徴とする請求項５に記載の収集器。 ８．さらに、前記空気の通路を前記収集の手段に接続する間隙を含み、前記間隙 は前記変向部品の上流に位置することを特徴とする請求項６に記載の収集器。 ９．前記間隙が前記変向部品と前記第１カップ型表面との間に位置することを特 徴とする請求項８に記載の収集器。 １０．前記空気の通路の一部が前記間隙を通るように配向されていることを特徴 とする請求項９に記載の収集器。 １１．前記第１カップ型プレートは半球型でリーディングエッジを備え、前記変 向部品は概ねリング型で前記リーディングエッジ付近に延在し中心の開口を画定 し、さらに前記変向部品と前記リーディングエッジとの間に間隙を備え、前記空 気の通路が前記中心の開口及び前記間隙を通って画定されることを特徴とする請 求項６に記載の収集器。 １２．前記変向部品は前記第１カップ型表面に対抗するもう一方のカップ型表面 を有し、前記もう１つのカップ型表面は周辺容積部分を画定し、 前記リーディングエッジは前記周囲容積部分に突入していることを特徴とする請 求項１１に記載の収集器。 １３．前記間隙は、前記もう一方のカップ型表面と前記第１カップ型表面と前記 リーディングエッジとの間に画定されることを特徴とする請求項１２に記載の収 集器。 １４．前記第１カップ型表面は半球型の容積部分を画定し、前記入口は前記ハウ ジングの外から前記半球型の容積部分の中に入る管状の部品を備えることを特徴 とする請求項６に記載の収集器。 １５．前記出口は前記空気の通路から前記ハウジングの外側に延在する管状部品 を備えることを特徴とする請求項１４に記載の収集器。 １６．前記入口が前記出口と概ね直角となる位置に在ることを特徴とする請求項 １に記載の収集器。 １７．前記収集器は垂直軸を有し、前記入口は前記垂直軸と概ね平行に延在し、 前記出口は前記垂直軸を概ね横切って延在していること特徴とする請求項１に記 載の収集器。 １８．前記カーブした表面のもう一方が前記収集のための手段の一部を画定する ことを特徴とする請求項４に記載の収集器。