JP2003185278A - Air conditioning system for airplane - Google Patents
Air conditioning system for airplaneInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機などに搭載
される空調システムに関する。
【0002】
【従来の技術】図2に示す従来の航空機用空調システム
は、エンジン51からのエンジン抽気をプライマリ熱交
換器52でラムエアにより冷却した空気と、キャビン5
4やコックピットからのリサキュレーション空気をコン
プレッサ55で圧縮しセカンダリ熱交換器56でラムエ
アにより冷却した空気とをタービン53で断熱膨張させ
ることによって、熱仕事をして低温となった空気をウォ
ータセパレータ58を通過させることにより、水分を分
離した後、キャビン54に供給する。
【0003】そして、タービン53における熱仕事によ
るタービン動力で、シャフト59を介して駆動されるコ
ンプレッサ55より、キャビン54などから流出したリ
サキュレーション空気は圧縮され、セカンダリ熱交換器
56でラムエアにより冷却されて、再びエンジン抽気と
共にタービン53に供給されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の航空機用空調システムでは、タービン53に
おける動力源となるエンジン抽気量にタービン53の駆
動力は依存しているので、エンジン51へのペナルティ
を低減するために、エンジン抽気量を減らすことは、キ
ャビン54からのリサキュレーション空気の量を減らす
こととなり、そのため、再度、キャビン54などに供給
すべき空気の量が不足してしまう。特に、旅客機のよう
な乗客の多い機体では、換気空気量が非常に多く必要で
ある。したがって、エンジン抽気量を減らすことには限
界があり、航空機の大幅な効率低下につながるという問
題点がある。
【0005】そこで、本発明は、エンジン抽気量を減ら
し、エンジンへのペナルティを低減しても、所定量の空
気をキャビンなどへ供給できる航空機用空調システムを
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の航空機用空調シ
ステムは、エンジン抽気によってタービンを駆動し、そ
のタービン動力を機械的にコンプレッサに伝えて、この
コンプレッサにより、空調対象からのリサーキュレーシ
ョン空気を圧縮してから前記タービンに送り込み、エン
ジン抽気とともにタービンを駆動し、タービン通過後の
エンジン抽気及びリサキュレーション空気を空調対象へ
供給する際、アシストモータにより、コンプレッサに動
力を加えることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施例である航空機用空
調システムについて図1に示す。エンジン11からのエ
ンジン抽気は、プライマリ熱交換器12でラムエアによ
り冷却された後、タービン13に導入されるよう構成さ
れる。一方、タービン13には、キャビン14やコック
ピットなどの空調対象である領域から排出された空気
が、コンプレッサ15で圧縮された後、セカンダリ熱交
換器16でラムエアにより冷却された後、導入されるよ
う構成される。
【0008】そして、タービン13は、導入されたエン
ジン抽気とキャビンなどからの空気が断熱膨張すること
で、熱仕事により駆動されるとともに、コンプレッサ1
5は、シャフト19を介してそのタービン動力が機械的
に伝えられるよう構成される。
【0009】また、シャフト19には、タービン動力に
対して、さらに、動力を加えるアシストモータ17が設
けられる。例えば、アシストモータ17は、シャフト1
9の少なくとも一部にマグネットロータを設け、その近
傍にコイルを配置したモータで構成される。なお、本実
施例では、シャフト19におけるタービン13とコンプ
レッサ15との間にアシストモータ17を配置したが、
シャフト19をタービン13かコンプレッサの少なくと
も一方側で延長し、その延長部分にアシストモータ17
を配置するよう構成してもよい。
【0010】そして、タービン13を通過して冷却され
た空気は、ウォータセパレータ18によって、余分な水
分を除去された後、キャビン14などに供給されるよう
構成される。一方、キャビン14などから流出したリサ
キュレーション空気は圧縮され、セカンダリ熱交換器1
6でラムエアにより冷却されて、再びエンジン抽気と共
にタービン13に供給されるよう構成される。
【0011】なお、キャビン14から、コンプレッサ1
5、セカンダリ熱交換器16を経て、タービン13に至
る空気の経路を特許請求の範囲における第1空気経路と
し、タービン13から、ウォータセパレータ18を経
て、キャビン14に至る空気の経路を特許請求の範囲に
おける第2空気経路とする。
【0012】次に、本実施例の航空機用空調システムの
動作について、図1を用いて説明する。エンジン11か
らのエンジン抽気をプライマリ熱交換器12でラムエア
により冷却した空気と、キャビン14やコックピットか
らのリサキュレーション空気をコンプレッサ15で圧縮
した空気とを合流させ、タービン13で断熱膨張させ、
熱仕事をして低温となった空気をウォータセパレータ1
8を通過させることにより、水分を分離した後、キャビ
ン14に供給する。
【0013】このとき、キャビン14などから流出した
リサキュレーション空気は、タービン13における熱仕
事によるタービン動力で、シャフト19を介して駆動さ
れるコンプレッサ15より圧縮され、セカンダリ熱交換
器16でラムエアにより冷却されてから、上記エンジン
抽気と共にウォータセパレータ18を通過して、タービ
ン13に再び供給される。
【0014】そして、本実施例では、シャフト19に動
力を加えるアシストモータ17が設けられており、ター
ビン53における動力源となるエンジン抽気量を減らし
ても、リサキュレーション空気は、空調に必要な所定量
を得ることができるので、キャビン14などには充分な
空気を供給することができる。したがって、飛行中のエ
ンジンの能力を維持すると共に必要な空調も行うことが
できる。
【0015】なお、航空機が安定飛行中は、飛行に支障
のないように従来程度までエンジン抽気量を増やせるの
で、アシストモータ17への供給電力を減らして省エネ
ルギーを図ることも可能である。
【0016】
【発明の効果】本発明は、アシストモータにより、コン
プレッサに動力を加えるよう構成したことで、エンジン
抽気のみに依存していたコンプレッサの動力源を新たに
得られるので、エンジン抽気量を減らし、エンジンへの
ペナルティを低減しても、空調のために必要な量の空気
をキャビンなどへ供給できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioning system mounted on an aircraft or the like. 2. Description of the Related Art In a conventional air conditioning system for an aircraft shown in FIG. 2, an air bleed from an engine 51 is cooled by ram air in a primary heat exchanger 52 and a cabin 5 is provided.
4 is compressed by the compressor 55 and the air cooled by the ram air in the secondary heat exchanger 56 is adiabatically expanded by the turbine 53, so that the air that has been subjected to thermal work and has become low in temperature is separated by the water separator 58. To separate the water and supply it to the cabin 54. [0003] The recirculation air flowing out of the cabin 54 and the like is compressed by a compressor 55 driven via a shaft 59 by the turbine power generated by the thermal work in the turbine 53, and cooled by a ram air in a secondary heat exchanger 56. Then, it is supplied to the turbine 53 again together with the engine bleed air. However, in such a conventional air conditioning system for an aircraft, the driving force of the turbine 53 depends on the amount of engine bleed air as a power source in the turbine 53. Reducing the amount of engine bleed air in order to reduce the penalty for reducing the amount of recirculated air from the cabin 54 reduces the amount of air to be supplied to the cabin 54 and the like again. . In particular, an airframe with many passengers, such as a passenger airplane, requires a very large amount of ventilation air. Therefore, there is a limit in reducing the amount of engine bleed air, and there is a problem that the efficiency of the aircraft is greatly reduced. Accordingly, an object of the present invention is to provide an air conditioning system for an aircraft that can supply a predetermined amount of air to a cabin or the like even if the amount of engine bleed air is reduced and the penalty for the engine is reduced. An air conditioning system for an aircraft according to the present invention drives a turbine by bleeding an engine and mechanically transmits the turbine power to a compressor. Compressing the circulation air before sending it to the turbine, driving the turbine together with the engine bleed air, and applying power to the compressor by the assist motor when supplying the engine bleed air and recirculation air after passing the turbine to the air-conditioned object. Features. FIG. 1 shows an air conditioning system for an aircraft according to an embodiment of the present invention. The engine bleed air from the engine 11 is configured to be cooled by the ram air in the primary heat exchanger 12 and then introduced into the turbine 13. On the other hand, air discharged from an area to be air-conditioned such as a cabin 14 or a cockpit is introduced into the turbine 13 after being compressed by the compressor 15 and cooled by the ram air in the secondary heat exchanger 16. Be composed. The turbine 13 is driven by thermal work by adiabatic expansion of the introduced engine bleed air and air from the cabin and the like, and the compressor 1
5 is configured such that its turbine power is transmitted mechanically via a shaft 19. Further, the shaft 19 is provided with an assist motor 17 for applying power to the turbine power. For example, the assist motor 17 is
9 is provided with a magnet rotor at least in part and a motor in which a coil is arranged in the vicinity of the magnet rotor. In this embodiment, the assist motor 17 is disposed between the turbine 13 and the compressor 15 on the shaft 19,
The shaft 19 is extended on at least one side of the turbine 13 or the compressor.
May be arranged. The air cooled by passing through the turbine 13 is configured to be supplied to the cabin 14 and the like after excess water is removed by the water separator 18. On the other hand, the recirculated air flowing out of the cabin 14 and the like is compressed, and the secondary heat exchanger 1
At 6, it is configured to be cooled by the ram air and supplied to the turbine 13 together with the engine bleed air. It should be noted that the compressor 1
5. The path of the air that passes through the secondary heat exchanger 16 and reaches the turbine 13 is defined as the first air path in the claims, and the path of the air that passes from the turbine 13 through the water separator 18 to the cabin 14 is claimed. The second air path in the range. Next, the operation of the aircraft air conditioning system of the present embodiment will be described with reference to FIG. The air obtained by cooling the engine bleed air from the engine 11 by the ram air in the primary heat exchanger 12 and the air obtained by compressing the recirculation air from the cabin 14 or the cockpit with the compressor 15 are combined, and adiabatically expanded by the turbine 13.
Air that has become low temperature due to hot work is separated into water separator 1
After passing through 8, water is separated and supplied to the cabin 14. At this time, the recirculated air flowing out of the cabin 14 and the like is compressed by the compressor 15 driven through the shaft 19 by the turbine power generated by the thermal work in the turbine 13, and cooled by the ram air in the secondary heat exchanger 16. After that, the fuel gas passes through the water separator 18 together with the engine bleed air and is supplied to the turbine 13 again. In this embodiment, the assist motor 17 for applying power to the shaft 19 is provided. Even if the amount of engine bleed air as a power source in the turbine 53 is reduced, the recirculated air is supplied to a portion required for air conditioning. Since a fixed amount can be obtained, sufficient air can be supplied to the cabin 14 and the like. Therefore, necessary air conditioning can be performed while maintaining the performance of the engine during flight. During the stable flight of the aircraft, the amount of engine bleed air can be increased to the extent of the conventional art so as not to hinder the flight. Therefore, it is possible to reduce the power supplied to the assist motor 17 to save energy. According to the present invention, since the power is applied to the compressor by the assist motor, a power source for the compressor which is dependent only on the engine bleed can be newly obtained. Even if the penalty for the engine is reduced, the required amount of air for air conditioning can be supplied to the cabin and the like.
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の航空機用空調システムの概略構成図。 【図2】従来の航空機用空調システムの概略構成図。 【符号の説明】 13 タービン 14 キャビン 15 コンプレッサ 17 アシストモータ[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an aircraft air conditioning system of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional aircraft air conditioning system. [Explanation of symbols] 13 Turbine 14 cabins 15 Compressor 17 Assist motor
Claims (1)
ンと、そのタービン動力が機械的に伝えられるコンプレ
ッサと、そのコンプレッサにより、空調対象からリサー
キュレーション空気を取り込んで圧縮し、その後前記タ
ービンに送り込むよう設けられた第1空気経路と、その
タービンに送り込まれたリサキュレーション空気と前記
エンジン抽気とによって前記タービンを駆動し、その後
前記空調対象へ供給されるよう設けられた第2空気経路
とを備えた航空機用空調システムにおいて、前記コンプ
レッサに動力を加えるアシストモータを備えたことを特
徴とする航空機用空調システム。Claims: 1. A turbine driven by engine bleed air, a compressor to which the turbine power is transmitted mechanically, and the compressor takes in recirculated air from an object to be air-conditioned and compresses the recirculated air. A second air provided to drive the turbine by a first air path provided to the turbine and recirculated air sent to the turbine and the engine bleed air, and thereafter to be supplied to the air-conditioned object; An air conditioning system for an aircraft, comprising: a route; and an assist motor for applying power to the compressor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001387011A JP2003185278A (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Air conditioning system for airplane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001387011A JP2003185278A (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Air conditioning system for airplane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003185278A true JP2003185278A (en) | 2003-07-03 |
Family
ID=27595974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001387011A Pending JP2003185278A (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Air conditioning system for airplane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003185278A (en) |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001387011A patent/JP2003185278A/en active Pending
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