JP2003300498A - 航空機用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気分離部から排出される窒素富化ガスだけで
なく酸素濃縮空気も有効利用でき、キャビンの酸素濃度
が高くなり過ぎることによる火勢の拡大を防止できる航
空機用空気調和装置を提供する。 【解決手段】コンプレッサ３により圧縮された空気を膨
張タービン５により膨張させることで生成される冷気を
キャビン８内に導入する。空気分離部16はコンプレッサ
３により圧縮される空気を窒素富化ガスと酸素濃縮空気
とに分離する選択透過膜を有し、窒素富化ガスは燃料周
囲領域15に導入され、酸素濃縮空気はキャビン８に導入
される。そのキャビン８内の酸素濃度が設定値以上にな
ると、その酸素濃縮空気を航空機の機外空間に排出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定翼機および回
転翼機を含む航空機の燃料系統に窒素富化ガスを供給す
る機能を備えた空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機における空気調和装置として、エ
ンジンの圧縮部で圧縮されたエンジン抽出空気をラジア
ルコンプレッサで断熱圧縮し、これを冷却した後に膨張
タービンにより断熱膨張させることで冷気を得るエアサ
イクル式冷却装置が従来から使用されている。

【０００３】軍用機の中には、ミッション中に燃料タン
クに被弾した場合に爆発するのを防ぐため、燃料タンク
に窒素ガスまたは窒素濃度を高めた空気を注入するＯＢ
ＩＧＧＳ（On Board Inert Gas Generation System）を
備えるものがある。そのＯＢＩＧＧＳは、エンジン抽出
空気を窒素富化ガスと酸素濃縮空気とに分離する選択透
過膜を有する空気分離部を備え、その空気分離から排出
される窒素富化ガスを燃料タンク内部や燃料配管領域等
の燃料周囲領域に供給する。近年の民間航空機における
事故調査から、燃料タンク内の空間に溜まった空気と燃
料蒸気との混合物に機内の配線などから生じたスパーク
が引火し、火災が発生することが判明している。そのよ
うな火災を防止するため、民間航空機においても上記Ｏ
ＢＩＧＧＳを採用することが検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来においては、空気
分離部から排出される酸素濃縮空気は機外空間に放出さ
れ、有効利用されることなく無駄になっている。また、
空調装置とは独立したＯＢＩＧＧＳでは、空調用とは別
に、エンジン抽気が空気分離部に導入されるためエンジ
ン抽出空気量を確保するためにエンジン負荷が増大す
る。そこで、空気分離部から排出される酸素濃縮空気を
キャビンに供給し、キャビンの圧力が地上よりも低い状
態に調節されても酸素濃度を大きくすることで息苦しさ
等を解消することができる。つまり、分離された酸素濃
縮空気はキャビンに注入されるのである。しかし、この
機能だけではキャビンに酸素濃縮空気を供給した場合、
乗客がほとんど搭乗していない場合や貨物輸送専用の航
空機においては、供給される酸素濃縮空気と消費される
酸素とのバランスが崩れ、酸素濃度が上がり過ぎるた
め、万一火災が発生した場合には、その火勢を増大せし
める恐れがあり、少なくとも地上の気圧における酸素分
圧を超えて、顕著に高くならない対策が必要であった。
また飛行条件、たとえば降下速度が速いなどの時には、
燃料系統に送る窒素富化ガスの量が増大するため、やは
り酸素濃縮空気が過剰となり、同様の問題を生じる。本
発明は上記問題を解決することのできる航空機用空気調
和装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンプレッサ
により圧縮された空気を膨張タービンにより膨張させる
ことで生成される冷気をキャビン内に導入する航空機用
空気調和装置において、そのコンプレッサにより圧縮さ
れた空気を窒素富化ガスと酸素濃縮空気とに分離する空
気分離部と、その窒素富化ガスを航空機の燃料周囲領域
に導入する手段と、その酸素濃縮空気をキャビンに導入
する手段とを備える。これにより、空気分離部から排出
された酸素濃縮空気をキャビンに供給することで有効利
用できる。

【０００６】本発明において、キャビンから流出する空
気を再びキャビンに戻すリサキュレーション空気流路を
備え、そのキャビンから流出して再びキャビンに戻る循
環空気と航空機のエンジンからの抽出空気とが混合後に
前記空気分離部に導入されるのが好ましい。これによ
り、空気分離部を含む空気調和装置に必要な空気量のう
ち、かなりの部分がリサキュレーションで賄われるため
エンジン抽出空気量を抑制してさらにエンジン負荷を軽
減できる。

【０００７】本発明は、そのキャビン内の酸素濃度を検
出する手段を備え、そのキャビン内の酸素濃度が設定値
以上になると、その酸素濃縮空気を航空機の機外空間に
排出することを一つの特徴とし、また、そのキャビン内
の酸素濃度が設定値以上になると、そのキャビンに導入
されることになる空気中から酸素を選択的に捕捉すると
共に、その捕捉した酸素を含む酸素濃縮空気を航空機の
機外空間に排出することをもう一つの特徴としている。
これによりキャビンの酸素濃度が高くなり過ぎるのを防
止できる。この場合、前記コンプレッサと膨張タービン
との間の空気流路における前記空気分離部の上流と下流
とを連絡する空気流路が設けられているのが好ましい。
これにより、酸素濃縮空気を航空機の機外空間に排出す
る場合でも膨張タービンにおける空気流量を確保できる
ため、冷却能力の低下を抑制できる。

【０００８】その酸素濃度の設定値は航空機の高度に応
じて変更されるのが好ましい。これにより、高高度にお
いてはキャビン内の圧力が低く調節されるため低高度に
おけるよりも酸素分圧も同様に低下してしまう。しか
し、火勢の状況は酸素分圧が大きく影響するため、酸素
濃度の設定値を火災に影響しない範囲で大きくし、低高
度では高高度よりも酸素濃度の設定値を小さくして火災
への影響を小さくすることができる。

【０００９】本発明において、空気を窒素富化ガスと酸
素濃縮空気とに分離する選択透過膜と、空気に含まれる
酸素分子の吸着機能を有する吸着材の中の少なくとも一
方を有する酸素選択捕捉ユニットを備え、そのキャビン
内の酸素濃度が設定値以上になると、その酸素選択捕捉
ユニットにより前記空気分離部から排出される酸素濃縮
空気から酸素を選択的に捕捉するのが好ましい。これに
よりキャビン内の酸素濃度が設定値以上になると効果的
に酸素濃度を低減することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に示す第１実施形態の航空機
用空気調和装置は、エンジン１からの抽出空気を、プリ
クーラ２と呼ばれる熱交換器により冷却し、流量制御バ
ルブ３９で流量調整し、後述の循環空気と混合した後に
ラジアルコンプレッサ３でほぼ断熱的に圧縮する。その
流量制御バルブ３９は図外コントローラからの信号によ
り開度調整可能とされている。これにより昇温された空
気をメインクーラ４と呼ばれる熱交換器により冷却した
後、再生熱交換機４ａで冷却し、水分捕捉のためにウォ
ータセパレータ７に導く。そのウォータセパレータ７で
水分除去された空気は、互いに並列に接続された分離バ
イパス流路７５と複数の空気分離部１６とに導入され
る。その分離バイパス流路７５は開閉バルブ４１により
開閉され、その開閉バルブ４１はコントローラからの信
号により開度調整される。その空気分離部１６は導入さ
れた空気を酸素濃縮空気と窒素富化ガスとに分離する。
その空気分離部１６と開閉バルブ４１により空気分離ユ
ニットＵが構成される。その空気分離部１６から流出す
る酸素濃縮空気は酸素濃度切替えバルブ１２７に導かれ
る。その酸素濃度切替えバルブ１２７は酸素濃縮空気を
航空機の機外に放出する手段を構成し、そこに導かれた
酸素濃縮空気を機外空間１４に放出する状態と、膨張タ
ービン５に導く状態とにコントローラからの信号により
空気流路を切替え可能である。その膨張タービン５は濃
度切替えバルブ１２７を介して導入される酸素濃縮空気
と分離バイパス流路７５から流出する空気をほぼ断熱的
に膨張する。これにより、コンプレッサ３と膨張タービ
ン５とにより構成されるエアサイクル式冷却装置により
冷気が生成される。その冷気は再生熱交換機４ａからミ
キシングチャンバ１３を介して航空機のコックピット空
間を含むキャビン８に導入される。そのプリクーラ２お
よびメインクーラ４においては、ラム空気路９を通る機
外空気により冷却が行われる。その膨張タービン５の膨
張仕事は、シャフト６を介してコンプレッサ３に伝えら
れることで圧縮動力として利用される。そのコンプレッ
サ３とタービン５を結ぶシャフト６には、コンプレッサ
３の駆動に必要な動力を補助するためのモータ６ａが取
り付けられている。そのラジアルコンプレッサ３、メイ
ンクーラ４、再生熱交換機４ａ、膨張タービン５、モー
タ６ａ、ウォータセパレータ７および空気分離ユニット
Ｕにより冷却処理ユニットＡが構成されている。なお、
航空機が地上にあってエンジンが停止している際は、エ
ンジン１に代えてＡＰＵ（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｐｏｗ
ｅｒ Ｕｎｉｔ）などの高圧空気供給ユニット１′から
の抽出空気を空気調和装置に供給することが可能とされ
ている。

【００１１】エンジン１からの抽出空気を上記エアサイ
クル式冷却装置を通ることなくキャビン８に導くための
バイパス空気流路１１が設けられている。そのバイパス
空気流路１１はホットエアモジュレートバルブ１２によ
り開閉される。そのホットエアモジュレートバルブ１２
はコントローラからの信号により開度調整可能とされて
いる。これにより、バイパス空気流路１１を流れる空気
流量が調整可能とされている。抽出空気の一部は、その
ホットエアモジュレートバルブ１２を開くことで、コン
プレッサ３と膨張タービン５とから構成されるエアサイ
クル式冷却装置で冷却されることなく、バイパス空気流
路１１からミキシングチャンバ１３を介してキャビン８
に導かれる。そのキャビン８内の空気は、空気調和装置
からの供給分から機体の漏れや機外への空気流路からの
放出分を差し引いた分に相当する量だけ流出空気流路４
０に流出され、その流出空気流路４０においてフィルタ
ー４２により埃や匂いが除去される。その流出空気流路
４０に流出された空気の一部はファンＦ１を介してミキ
シングチャンバ１３に導かれる。

【００１２】その流出空気流路４０から分岐する補助空
気流路７１が再生熱交換機７２に接続されている。キャ
ビン８から流出空気流路４０を介して流出した空気の一
部はファンＦ２により補助空気流路７１に導かれた後に
再生熱交換機７２により加熱される。その補助空気流路
７１と流出空気流路４０とに、吸着部８３が空気流路切
替機構５０を介して接続される。すなわち図２に示すよ
うに、多数の吸着部８３が回転ドラム８０の内部にハニ
カム状に設けられ、その長手方向は回転軸方向に延び
る。各吸着部８３内に吸着剤が充填されている。その吸
着剤は、空気に含まれる分子を吸着し、また、吸着時よ
りも温度が上昇することで吸着した分子を放出するもの
で、例えばシリカゲルのような水分子吸着物質や、ゼオ
ライトのような酸素分子吸着物質から構成できる。本実
施形態では、その吸着剤として水分子吸着物質が用いら
れる。その回転ドラム８０の両端面にセパレータ８１が
相対回転可能にシール部材（図示省略）を介して接合さ
れている。各セパレータ８１は、外輪８１ａと内輪８１
ｂとを２本のアーム８１ｃにより接続することで構成さ
れ、航空機の機体側に固定される。各セパレータ８１の
内輪８１ｂにより、回転ドラム８０の中心シャフト８０
ａが軸受（図示省略）を介して回転可能に支持される。
その中心シャフト８０ａにモータ８２が接続され、その
モータ８２がコントローラ２５からの信号により駆動さ
れることで回転ドラム８０は回転する。各セパレータ８
１における外輪８１ａと内輪８１ｂとの間は、２本のア
ーム８１ｃにより２つの領域８１ｄ、８１ｅに区画され
ている。各セパレータ８１における一方の領域８１ｄは
配管継手８４を介して補助空気流路７１に接続され、他
方の領域８１ｅは配管継手８５を介して流出空気流路４
０に接続される。これにより、その回転ドラム８０の回
転により、各吸着部８３それぞれを補助空気流路７１に
接続する状態と流出空気流路４０に接続する状態とに切
替える空気流路切替機構５０が構成されている。なお、
吸着部８３と空気流路切替機構５０の構造は特に限定さ
れず、例えば複数の容器内に吸着剤を充填することで吸
着部を構成し、各吸着部を補助空気流路７１と流出空気
流路４０とに交互に接続する切り替えバルブにより空気
流路切替機構を構成してもよい。

【００１３】その補助空気流路７１から吸着部８３に導
かれた空気は第３切替えバルブ２７に導かれる。その第
３切替えバルブ２７は、そこに導かれた空気を機外空間
１４に放出する状態と、ミキシングチャンバ１３を介し
てキャビン８に導く状態とにコントローラからの信号に
より空気流路を切替え可能である。

【００１４】その空気流路切替機構５０により、流出空
気流路４０から吸着部８３に導かれた空気は、モータ１
８で駆動される混合前コンプレッサ１７に導かれる。そ
の混合前コンプレッサ１７により昇圧された空気は、再
生熱交換機７２において補助空気流路７１を流れる空気
と熱交換し、放熱器１９においてラム空気路９を通る機
外空気により冷却された後に、第４切替えバルブ３６に
導かれる。その第４切替えバルブ３６は、コントローラ
からの信号により、導かれた空気をミキシングチャンバ
１３を介してキャビン８に導く状態と、エアサイクル式
冷却装置に導く状態とに空気流路を切替え可能である。
その混合前コンプレッサ１７、放熱器１９、モータ１
８、第４切替えバルブ３６、空気流路切替機構５０、再
生熱交換機７２、吸着部８３、ファンＦ２によって、キ
ャビン８からの流出空気の圧縮処理ユニットＢが構成さ
れている。その圧縮処理ユニットＢおよび上記冷却処理
ユニットＡの数は単一に限定されず複数であってもよ
い。

【００１５】そのキャビン８から流出空気流路４０を介
して流出する空気が第４切替えバルブ３６を介して再び
キャビン８に戻されることでリサキュレーション空気流
路が構成される。第４切替えバルブ３６は、キャビン８
から流出する空気をミキシングチャンバ１３を介して直
接キャビン８に戻す場合とエアサイクル式冷却装置を介
して戻す場合との切り換えを行う。これにより、そのキ
ャビン８から流出する空気は再びキャビン８に戻る循環
空気となる。そのキャビン８に戻る循環空気とエンジン
１からの抽出空気とが混合されるように、その循環空気
の空気流路と抽出空気の空気流路とが接続される。本実
施形態では、その第４切替えバルブ３６を介してエアサ
イクル式冷却装置に導かれる循環空気は、流量制御バル
ブ３９を介して供給される抽出空気と混合される。その
混合された循環空気と抽出空気とが、エアサイクル式冷
却装置のコンプレッサ３でほぼ断熱的に圧縮された後
に、上記空気分離部１６に導入される。

【００１６】その補助空気流路７１を流れる空気の温度
は再生熱交換機７２により加熱されることで例えば１０
０℃〜１４０℃になり、一方、キャビン８から流出空気
流路４０に導かれる空気の温度は例えば２０℃〜３０℃
になる。これにより、キャビン８から流出空気流路４０
を介して導入される空気が流れる時は低温になるので、
吸着部８３の吸着剤はキャビン８から流出される空気に
含まれる有効成分（ここでは水分子）を吸収する。一
方、補助空気流路７１を介して導入される空気が流れる
時は高温になるので、吸着部８３の吸着剤は流出空気流
路４０を介して導入される空気から吸収した水分子を補
助空気流路７１を介して導入される空気中に放出するこ
とで再生する。例えば、各吸着剤がシリカゲルである場
合、２０℃ではシリカゲル１．０ｋｇに０．２５ｋｇ以
上の水分子を吸着できるが、１００℃ではシリカゲル
１．０ｋｇに０．０２ｋｇ以下の水分子しか吸着できな
い。これにより、キャビン８から流出される空気中の水
分子を、吸着剤により吸着した後にキャビン８に還流す
る空気中に放出することでキャビン８に戻し、キャビン
８の快適性を向上することができる。しかも、吸着剤は
再度利用できるように再生される。

【００１７】図３、図４示すように、複数（本実施形態
では４つ）の空気分離部１６は互いに並列に接続され、
それぞれ選択透過膜１６ａを有する。その選択透過膜１
６ａは、空気中の窒素（Ｎ₂ ）の透過率が酸素（Ｏ₂ ）
の透過率よりも高くされている。本実施形態では、各空
気分離部１６を構成する選択透過膜１６ａは多数の中空
糸膜からなり、それら中空糸膜は容器１６ｃに収納され
ると共にエポキシ等の樹脂製バインダ１６ｂの中に両端
が埋設されることで束ねられ、そのバインダ１６ｂによ
り容器１６ｃの内周と中空糸膜の両端外周との間が封鎖
される。各容器１６ｃの一端開口は、各中空糸膜の一端
開口に通じる空気の導入ポート１６ｄとされる。各容器
１６ｃの他端開口は、各中空糸膜の他端開口に通じる酸
素濃縮空気の排出ポート１６ｅとされる。各容器１６ｃ
の両端間に形成された開口は、各中空糸膜の両端間外周
に通じる窒素富化ガスの排出ポート１６ｆとされる。

【００１８】各空気の導入ポート１６ｄそれぞれは、導
入側バルブ１６ｇにより開閉され、その導入側バルブ１
６ｇを介してウォータセパレータ７に接続される。これ
により、コンプレッサ３によって圧縮された空気が各空
気分離部１６に空気の導入ポート１６ｄから導入され
る。各酸素濃縮空気の排出ポート１６ｅそれぞれは上記
酸素濃度切替えバルブ１２７に接続される。各窒素富化
ガスの排出ポート１６ｆは互いに接続され、窒素富化ガ
ス排出側バルブ１６ｉにより開閉され、その窒素富化ガ
ス排出側バルブ１６ｉを介して燃料タンク内部や燃料配
管領域等の燃料周囲領域１５にガス流路を介して接続さ
れる。その酸素濃度切替えバルブ１２７はコントローラ
２５に接続され、そのコントローラ２５にキャビン８内
の酸素濃度の検出センサ２５ａが接続されている。各酸
素濃度切替えバルブ１２７はコントローラ２５によりキ
ャビン８内の酸素濃度の検出値が設定値以上になると酸
素濃縮空気を機外空間１４に放出する状態に切り替えら
れ、その検出値が設定値未満になると酸素濃縮空気を膨
張タービン５に導く状態に切り替えられる。この機外空
間１４に至る流路中には減圧できる機能（弁や絞りな
ど）が付与（図示省略）されているのは言うまでもな
い。なお、各導入側バルブ１６ｇ、窒素富化ガス排出側
バルブ１６ｉの開度は、酸素濃度の検出値に応じてコン
トローラ２５により変更されてもよいし、手動により変
更されてもよい。また、そのコントローラ２５に航空機
の高度センサを接続し、その酸素濃度の設定値を航空機
の高度に応じて変更してもよい。これにより、高高度に
おいては低高度におけるよりも酸素分圧の低下が大きい
ことから、酸素濃度の設定値を火災発生のおそれのない
範囲で大きくし、低高度では高高度よりも酸素濃度の設
定値を小さくして火災発生のおそれを小さくすることが
できる。

【００１９】これにより、コンプレッサ３により圧縮さ
れた空気は、再生熱交換機４ａで冷却されてウォータセ
パレータ７を通過した後に、空気分離部１６により窒素
富化ガスと酸素濃縮空気とに分離される。各空気分離部
１６における窒素富化ガスの排出ポート１６ｆから排出
される窒素富化ガスは、燃料タンク内部や燃料配管領域
等の燃料周囲領域１５に導かれた後に機外空間１４に放
出される。酸素濃縮空気の排出ポート１６ｅから排出さ
れる酸素濃縮空気は、キャビン８の酸素濃度が設定値未
満であれば膨張タービン５を介してキャビン８に導入さ
れ、酸素濃度が設定値以上であれば機外空間１４に放出
される。上記コンプレッサ３と膨張タービン５との間の
空気流路における空気の導入ポート１６ｄの上流と酸素
濃度切替えバルブ１２７の下流とが上記分離バイパス流
路７５により連絡され、その分離バイパス流路７５の開
度が上記開閉バルブ４１により変更される。その開閉バ
ルブ４１はコントローラ２５からの信号あるいは手動に
より開度調整可能とされ、選択透過膜１６ａを通過する
空気流量が調整可能とされている。

【００２０】上記実施形態の空気調和装置を備えた航空
機が地上にある時の冷房状態においては、流量制御バル
ブ３９を開状態にすることで、コンプレッサ３と膨張タ
ービン５とから構成されるエアサイクル式冷却装置をフ
ルに作動することができる。この場合、開閉バルブ４１
は必要に応じて開度を選択すればよい。すなわち、開閉
バルブ４１を全開とすることで、空気分離部１６に空気
を導入しないようにできる。これにより、地上において
燃料が積み込まれることで燃料タンクの内部における空
洞容積が小さくなり、地上走行（タキシング）を含めて
も燃料消費が僅かであり、気圧の変化がないことによ
り、燃料周囲領域１５への窒素富化ガスの追加供給が不
要な場合に対応できる。あるいは、開閉バルブ４１を閉
じることで、空気分離部１６に空気を導入することがで
きる。これにより、航空機が地上で待機している間に燃
料タンクから蒸発する燃料ガスを、空気分離部１６から
供給する窒素富化ガスにより希釈して安全性を向上する
ことが可能になる。また、地上が高温多湿である場合、
開閉バルブ４１を閉じることで、選択透過膜１６ａは水
分透過率が高いことから空気中の水分を機外に放出する
ことができる。これにより、膨張タービン５に導入され
る空気中の水分が減少し、凝縮熱の発生が低減されるの
で、冷却能力を向上すると共にキャビン８内の湿度を低
減することが可能になる。また、高温多湿の地上での冷
房状態において、キャビン８から流出した空気から水分
を捕捉した吸着部８３の吸着剤の再生を行うことができ
る。その再生に用いられた水分を多く含んだ空気は、第
３切替えバルブ２７を介して機外空間１４に放出され
る。これにより、地上での冷房時は、キャビン８内の水
分を吸着部８３において補足して放出するので、キャビ
ン８内の湿度上昇を抑制して快適性を向上でき、さら
に、キャビン８から流出されて吸着部８３から流出する
水分除去された空気は、第４切替えバルブ３６からキャ
ビン８に還流される。

【００２１】航空機が離陸し上昇する状態においては、
エンジン１の出力が上がるために抽出空気の圧力が高く
なる。このため、エアサイクル式冷却装置におけるター
ビン５での膨張比が大きくなり、より低温の空気が供給
される。この場合、エアサイクル式冷却装置から供給さ
れる空気によりキャビン８内の温度が過剰に低下するの
を防止する必要がある。また、航空機の上昇状態におい
ては外気の温度と水蒸気量とが急激に低下するため、キ
ャビン８内の湿度が過剰に低下するのを防止する必要が
ある。そのため、吸着部８３において再生された暖かく
水分を含む空気が、第３切替えバルブ２７を介してキャ
ビン８に供給される。また、放熱器１９を航空機の上昇
中の状態に応じて機能させることで、キャビン８から流
出されて吸着部８３から流出する水分除去された空気
は、切替えバルブ３６からキャビン８に還流され、キャ
ビン８は適切な温度、湿度に維持される。また、上昇状
態においては、開閉バルブ４１の開度を次第に絞ること
で、空気分離部１６に供給される空気を次第に増加させ
る。これにより、燃料消費に応じた量の窒素富化ガスが
空気分離部１６から燃料周囲領域１５に供給される。さ
らに抽出空気の供給圧が高いため、膨張タービン５の膨
張エネルギの方がコンプレッサ３の圧縮仕事よりも著し
く大きい場合は、モータ６ａを発電機として機能させエ
ネルギ回収をすることも考えられる。

【００２２】航空機が高々度で巡航する状態において
は、キャビン８から流出されて吸着部８３から流出する
水分除去された空気は、混合前コンプレッサ１７で昇圧
された後に切替えバルブ３６からコンプレッサ３に導か
れる。これにより、上昇終了後にエンジン１の出力が絞
られることで抽出空気量を減少させても、エアサイクル
式冷却装置および空気分離部１６に導入される空気量を
確保できる。この時、開閉バルブ４１がかなり絞られ
る。空気分離部１６において酸素が濃縮された空気が膨
張タービン５に導入される。さらに、吸着部８３におい
て加湿された空気が第３切替えバルブ２７からキャビン
８に導入される。これにより、キャビン８に導入される
空気量を確保し、キャビン８内の酸素濃度低下を防止
し、さらに湿度を維持することで快適性を維持できる。
また、空気分離部１６からは窒素富化ガスが燃料周囲領
域１５に供給される。なお、高々度で巡航する際は機外
空気は低温となるため、熱交換器２、４に流入する機外
空気を絞る弁や、機外空気が熱交換器２、４をバイパス
するためのバイパス流路と流路切替え弁をラム空気路に
設けるのが好ましい。

【００２３】航空機が降下する状態においては、燃料タ
ンクの内部における空洞容積は燃料が消費された結果大
きくなっており、また、降下による気圧上昇があること
から、燃料周囲領域１５へ窒素富化ガスを大量供給する
必要がある。一方、エンジン１の出力は降下時は極端に
絞られるため、エアサイクル式冷却装置に供給される抽
出空気圧力が低く、抽気量確保が難しくなる。そこで、
キャビン８から流出される空気を切替えバルブ３６から
コンプレッサ３に導くことで循環空気量を増やし、エア
サイクル式冷却装置における抽出空気量の低下を補う。
また、開閉バルブ４１が全閉とされ、空気分離部１６か
らは窒素富化ガスが燃料周囲領域１５に供給される。さ
らに、吸着部８３において加湿された空気も第３切替え
バルブ２７からキャビン８に導入され、キャビン８への
空気供給量の低下を防止する。

【００２４】上記実施形態によれば、酸素濃縮空気をキ
ャビン８に供給することで有効利用でき、また、循環空
気とエンジン１からの抽出空気とが混合後に空気分離部
１６に導入されるので、エンジン抽出空気量を抑制して
エンジン負荷を軽減できる。さらに、分離バイパス流路
７５の開度を開閉バルブ４１により調節することで、飛
行条件に応じて窒素富化空気の流量と空調空気の流量と
の比を調節できる。そして、キャビン８内の酸素濃度が
高くなると酸素濃縮空気を航空機の機外空間１４に排出
することで、キャビン８の酸素濃度が高くなり過ぎて火
災が発生し易くなるのを防止できる。また、酸素濃縮空
気を航空機の機外空間に排出する場合でも分離バイパス
流路７５により膨張タービン５における空気流量を確保
できるため、冷却能力の低下を抑制できる。

【００２５】図５および図６は第２実施形態を示し、第
１実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点を説明
する。本第２実施形態においては、第１実施形態とは異
なった酸素濃縮空気を航空機の機外に放出する手段を備
える。すなわち酸素濃縮空気を機外空間１４に放出する
手段として、第１実施形態の酸素濃度切替えバルブ１２
７に代えて酸素選択捕捉ユニット１３０を備えている。
その酸素選択捕捉ユニット１３０は、空気分離部１６か
ら排出されると共にキャビン８に導入されることになる
酸素濃縮空気中から、酸素を選択的に捕捉すると共に、
その捕捉した酸素を含む酸素濃縮空気を機外空間１４に
排出する。

【００２６】その酸素選択捕捉ユニット１３０は、図１
において破線で示すように本実施形態では空気分離部１
６と膨張タービン５との間に配置される。すなわち、そ
の酸素選択捕捉ユニット１３０は、４つの空気分離部１
６の中の２つの空気分離部１６における酸素濃縮空気排
出ポート１６ｅに接続される酸素選択捕捉エレメント１
３１と、両酸素選択捕捉エレメント１３１に接続される
開閉バルブ１３３とを有する。４つの空気分離部１６の
中の残りの２つの空気分離部１６においては、酸素濃縮
空気の排出ポート１６ｅは膨張タービン５に直接に接続
される。なお、酸素選択捕捉ユニット１３０に接続され
る２つの空気分離部１６は残りの空気分離部１６よりも
空気分離能力が小さくされている。

【００２７】図６に示すように、各酸素選択捕捉エレメ
ント１３１は選択透過膜１３１ａを有する。その選択透
過膜１３１ａは酸素（Ｏ₂ ）の透過率が窒素（Ｎ₂ ）の
透過率よりも高くされている。これにより、各酸素選択
捕捉エレメント１３１は酸素濃縮空気排出ポート１６ｅ
から排出される酸素濃縮空気を、より酸素が濃縮された
酸素濃縮空気と、酸素濃縮が解除された酸素濃縮解除空
気とに分離する。本第２実施形態では、各選択透過膜１
３１ａは多数の中空糸膜からなり、それら中空糸膜は容
器１３０ａに収納されると共にエポキシ等の樹脂製バイ
ンダ１３０ｂの中に両端が埋設されることで束ねられ、
そのバインダ１３０ｂにより容器１３０ａの内周と中空
糸膜の両端外周との間が封鎖される。その容器１３０ａ
の一端開口は各中空糸膜の一端開口と酸素濃縮空気排出
ポート１６ｅとに接続されることで酸素濃縮空気の導入
ポート１３０ｄとされる。その容器容器１３０ａの他端
開口は各中空糸膜の他端開口と膨張タービン５とに接続
される酸素濃縮解除空気の排出ポート１３０ｆとされて
いる。その容器１３０ａの両端間に形成された開口は、
各中空糸膜の両端間外周と開閉バルブ１３３とに接続さ
れる酸素濃縮空気の排出ポート１３０ｅとされる。その
開閉バルブ１３３はコントローラ２５に接続され、その
コントローラ２５にキャビン８内の酸素濃度の検出セン
サ２５ａが接続されている。開閉バルブ１３３の開度は
コントローラ２５によりキャビン８内の酸素濃度の検出
値に応じて制御され、酸素濃度の検出値が大きくなるに
つれて大きくなるものとされている。これにより、キャ
ビン８の酸素濃度が高くなれば酸素濃縮空気を機外空間
１４に放出し、キャビン８の酸素濃度が高くなり過ぎる
のを防止できる。他は第１実施形態と同様である。な
お、酸素選択捕捉ユニット１３０を、図１において破線
で示すように混合前コンプレッサ１７と吸着部８３との
間、第４切替えバルブ３６とコンプレッサ３との間、あ
るいはプリクーラ２と流量制御バルブ３９との間の空気
流路に配置してもよく、この場合、その空気流路を互い
に並列な２つの流路に分割し、一方の流路に酸素選択捕
捉ユニット１３０を接続すればよい。

【００２８】図７は第２実施形態の変形例を示し、第２
実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点を説明す
る。この変形例においては、第２実施形態とは異なった
酸素選択捕捉ユニット１３０′を備える。すなわち、全
ての空気分離部１６における酸素濃縮空気の排出ポート
１６ｅが酸素選択捕捉ユニット１３０′に接続される。
各酸素選択捕捉ユニット１３０′の酸素選択捕捉エレメ
ント１３１は空気分離部１６と連結具１４０により連結
されている。各酸素選択捕捉エレメント１３１の酸素濃
縮解除空気の排出ポート１３０ｆは、それぞれ開閉バル
ブ１４１により開閉され、各開閉バルブ１４１を介して
切り替え弁１４２に接続される。その切り替え弁１４２
は導入された酸素濃縮解除空気を膨張タービン５に導く
状態と機外空間１４に導く状態とに切り替え可能とされ
ている。各空気分離部１６における窒素富化ガスの排出
ポート１６ｆは、それぞれ開閉バルブ１４３により開閉
され、各開閉バルブ１４３と窒素富化ガス排出側バルブ
１６ｉを介して燃料周囲領域１５に接続される。各酸素
選択捕捉エレメント１３１における酸素濃縮空気の排出
ポート１３０ｅは、それぞれ開閉バルブ１４４により開
閉され、各開閉バルブ１４４と開閉バルブ１３３を介し
て機外空間１４に接続される。各空気分離部１６と各酸
素選択捕捉エレメント１３１に接続される導入側バルブ
１６ｇ、開閉バルブ１４１、１４３、１４４とが共通シ
ャフトを介してバルブアクチュエータ７３により駆動さ
れることで空気の導入ポート１６ｄ、酸素濃縮解除空気
の排出ポート１３０ｆ、窒素富化ガスの排出ポート１６
ｆ、酸素濃縮空気の排出ポート１３０ｅが開閉される。
また、開閉バルブ４１がバルブアクチュエータ７３とは
別の第２バルブアクチュエータ１７３により駆動される
ことで分離バイパス流路７５が開閉される。さらに冗長
性を持たせるため、窒素富化ガス排出側バルブ１６ｉが
補助バルブアクチュエータ２７３により駆動されること
で窒素富化ガスの排出ポート１６ｆが開閉され、また、
補助開閉バルブ１４１が第２補助バルブアクチュエータ
２７３により駆動されることで分離バイパス流路７５が
開閉される。

【００２９】図８および図９は第３実施形態を示し、第
１実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点を説明
する。本第３実施形態においては、第２実施形態とは異
なった酸素選択捕捉ユニット２３０を備えている。その
酸素選択捕捉ユニット２３０は空気分離部１６と膨張タ
ービン５との間に配置されている。４つの空気分離部１
６の中の２つの空気分離部１６における酸素濃縮空気の
排出ポート１６ｅが膨張タービン５に直接に接続され、
残りの２つの空気分離部１６における酸素濃縮空気の排
出ポート１６ｅが酸素選択捕捉ユニット２３０に接続さ
れる。その酸素選択捕捉ユニット２３０は、第１、第２
切り替えバルブ２４1 、２４２と、第１、第２酸素選択
捕捉エレメント２３１、２３２と、減圧弁２３３とを有
する。

【００３０】その第１切り替えバルブ２４１は、酸素濃
縮空気の排出ポート１６ｅを第１酸素選択捕捉エレメン
ト２３１に接続すると共に第２酸素選択捕捉エレメント
２３２を機外空間１４に接続する第１状態と、酸素濃縮
空気の排出ポート１６ｅを第２酸素選択捕捉エレメント
２３２に接続すると共に第１酸素選択捕捉エレメント２
３１を機外空間１４に接続する第２状態との間で切替え
可能とされている。図９に示すように、各酸素選択捕捉
エレメント２３１、２３２は、メッシュに収納された多
数のビーズ状のゼオライト等の酸素分子吸着物質２３１
ａ、２３２ａを容器２３１ｂ、２３２ｂに収納すること
で構成され、各切り替えバルブ２４１との接続用ポート
２３１ｃ、２３２ｃ、２３１ｄ、２３２ｄを有する。そ
の第２切り替えバルブ２４２は、第１切り替えバルブ２
４１が第１状態である時に第１酸素選択捕捉エレメント
２３１を膨張タービン５に接続すると共に第２酸素選択
捕捉エレメント２３２を減圧弁２３３に接続する第１状
態と、第１切り替えバルブ２４１が第２状態である時に
第２酸素選択捕捉エレメント２３２を膨張タービン５に
接続すると共に第１酸素選択捕捉エレメント２３１を減
圧弁２３３に接続する第２状態との間で切替え可能とさ
れている。酸素選択捕捉ユニット２３０に接続された２
つの空気分離部１６の導入側バルブ１６ｇと両切り替え
バルブ２４１、２４２はコントローラ２５に接続され、
そのコントローラ２５にキャビン８内の酸素濃度の検出
センサ２５ａが接続されている。両切り替えバルブ２４
１、２４２はコントローラ２５からの信号により第１状
態と第２状態との間での切替えが同期して繰り返し行わ
れる。その切替えは設定時間毎に行えばよい。酸素選択
捕捉ユニット２３０に接続された導入側バルブ１６ｇ
は、酸素濃度の検出値が設定値未満では閉じられ、設定
値以上になると開かれる。これにより、酸素濃度の検出
値が設定値以上になると、両酸素選択捕捉エレメント２
３１、２３２に第１切り替えバルブ２４１から交互に導
入される酸素濃縮空気は、酸素分子吸着物質２３１ａ、
２３２ａにより酸素分子を吸着されることで酸素濃縮解
除空気とされ、膨張タービン５に導入される。両酸素選
択捕捉エレメント２３１、２３２に第２切り替えバルブ
２４２から交互に導入される酸素濃縮空気は、減圧弁２
３３により減圧されているため、酸素分子吸着物質２３
１ａ、２３２ａが吸着した酸素分子が放出されることで
酸素濃縮空気とされ、機外空間１４に排出される。すな
わち圧力スイング方式により酸素分子吸着物質２３１
ａ、２３２ａによる酸素の吸着と放出とを行うことがで
きる。これにより、キャビン８の酸素濃度が高くなれば
酸素濃縮空気を機外空間１４に放出し、キャビン８の酸
素濃度が高くなり過ぎるのを防止できる。他は第１実施
形態と同様である。

【００３１】第３実施形態においては酸素選択捕捉ユニ
ット２３０は空気分離部１６と膨張タービン５との間の
空気流路に配置されるが、これ以外の空気流路に配置さ
れてもよく、例えば図１において２点鎖線で示すよう
に、混合前コンプレッサ１７と吸着部８３との間、第４
切替えバルブ３６とコンプレッサ３との間、あるいはプ
リクーラ２と流量制御バルブ３９との間の空気流路に酸
素選択捕捉ユニット１３０を配置してもよく、この場
合、その空気流路を互いに並列な２つの流路に分割し、
一方の流路に酸素選択捕捉ユニット２３０を接続すれば
よい。また、例えば吸着部８３から流出する空気と吸着
部８３に導入される空気とを第１酸素選択捕捉エレメン
ト２３１と第２酸素選択捕捉エレメント２３２に交互に
導入することで、酸素分子吸着物質２３１ａ、２３２ａ
による酸素の吸着と放出とを圧力スイング方式ではなく
温度スウィング方式により行ってもよい。

【００３２】図１０〜図１２は本発明の第４実施形態の
航空機用空気調和装置に関し、第１実施形態と同様部分
は同一符号で示して相違点を説明する。図１０に示すよ
うに、第４実施形態においては、ラジアルコンプレッサ
３で圧縮され、メインクーラ４、再生熱交換機４ａで冷
却され、ウォータセパレータ７で水分除去された空気
は、常開の空気流路７５′と互いに並列に接続された複
数の空気分離ユニットＵ′とに導かれる。各空気分離ユ
ニットＵ′は第１〜第３コントロールバルブ４１ａ、４
１ｂ、４１ｃに接続される。各コントロールバルブ４１
ａ、４１ｂ、４１ｃはコントローラからの信号により開
度調整される。各空気分離ユニットＵ′から窒素富化ガ
スと酸素濃縮空気とが排出され、窒素富化ガスは第１コ
ントロールバルブ４１ａを介して燃料タンク内部や燃料
配管領域等の燃料周囲領域１５に導かれた後に、放出路
を通って機外空間１４に放出される。酸素濃縮空気は、
第２コントロールバルブ４１ｂを介して機外空間１４に
放出可能とされ、第３コントロールバルブ４１ｃを介し
てキャビン８に導入可能とされている。各コントロール
バルブ４１ａ、４１ｂ、４１ｃの開度調整により空気分
離ユニットＵ′を通過する空気流量が調整可能とされて
いる。その空気流路７５′に導かれた空気は膨張タービ
ン５でほぼ断熱的に膨張される。これにより、コンプレ
ッサ３と膨張タービン５とにより構成されるエアサイク
ル式冷却装置により冷気が生成される。その冷気は第１
実施形態と同様にキャビン８に導入される。そのラジア
ルコンプレッサ３、メインクーラ４、再生熱交換機４
ａ、膨張タービン５、モータ６ａ、ウォータセパレータ
７および空気分離ユニットＵ′により冷却処理ユニット
Ａ′が構成されている。

【００３３】図１１に示すように、複数（本実施形態で
は４ユニット）の空気分離ユニットＵ′それぞれは、互
いに接続されると共に上記空気流路７５′に接続される
空気導入口Ｕ１′と、互いに接続されると共に上記第１
コントロールバルブ４１ａを介して上記燃料周囲領域１
５に接続される窒素富化ガス排出口Ｕ３′と、互いに接
続される酸素濃縮空気排出口Ｕ２′とを有する。各酸素
濃縮空気排出口Ｕ２′は第２コントロールバルブ４１ｂ
を介して機外空間１４に接続され、第３コントロールバ
ルブ４１ｃを介してキャビン８に接続される。その第２
コントロールバルブ４１ｂはコントローラ２５に接続さ
れ、そのコントローラ２５にキャビン８内の酸素濃度の
検出センサ２５ａが接続されている。第２コントロール
バルブ４１ｂの開度はコントローラ２５によりキャビン
８内の酸素濃度の検出値に応じて制御され、酸素濃度の
検出値が大きくなるにつれて大きくなるものとされてい
る。これにより、キャビン８の酸素濃度が高くなれば酸
素濃縮空気を機外空間１４に放出し、キャビン８の酸素
濃度が高くなり過ぎるのを防止できる。

【００３４】図１２に示すように、各空気分離部１６′
は選択透過膜１６ａ′を有する。その選択透過膜１６
ａ′は、空気中の酸素（Ｏ₂ ）の透過率が窒素（Ｎ₂ ）
の透過率よりも高くされている。これにより、コンプレ
ッサ３により圧縮された空気は、再生熱交換機４ａで冷
却されてウォータセパレータ７を通過した後に、空気分
離部１６′により窒素富化ガスと酸素濃縮空気とに分離
される。本実施形態では、各空気分離部１６′を構成す
る選択透過膜１６ａ′は多数の中空糸膜からなり、それ
ら中空糸膜は容器１６ｃ′に収納されると共にエポキシ
等の樹脂製バインダ１６ｂ′の中に両端が埋設されるこ
とで束ねられ、そのバインダ１６ｂ′により容器１６
ｃ′の内周と中空糸膜の両端外周との間が封鎖される。
その容器１６ｃ′の一端開口は、各中空糸膜の一端開口
と上記空気導入口Ｕ１′とに接続されることでコンプレ
ッサ３により圧縮された空気を導入するための空気の導
入ポート１６ｄ′とされる。その容器１６ｃ′の他端開
口は、各中空糸膜の他端開口と上記窒素富化ガス排出口
Ｕ３′とに接続される窒素富化ガスの排出ポート１６
ｆ′とされている。その容器１６ｃ′の両端間に形成さ
れた開口は、各中空糸膜の両端間外周と上記酸素濃縮空
気排出口Ｕ２′とに接続される酸素濃縮空気の排出ポー
ト１６ｅ′とされる。これにより、空気の導入ポート１
６ｄ′はウォータセパレータ７に接続され、窒素富化ガ
スの排出ポート１６ｆ′から排出される窒素富化ガスは
燃料周囲領域１５に導入可能とされている。また、酸素
濃縮空気の排出ポート１６ｅ′から排出される酸素濃縮
空気は膨張タービン５を介することなくキャビン８に導
入可能とされている。すなわち、選択透過膜１６ａ′を
透過することで減圧された酸素濃縮空気を膨張タービン
５を介することなくキャビン８に導入でき、コンプレッ
サ３の出口と膨張タービン５の入口との間に圧力降下す
るものの存在を減少させた結果、この間の圧力差を小さ
くすることにより構成されるエアサイクル式冷却装置の
効率低下を防止できる。

【００３５】各空気分離部１６′は、空気の導入ポート
１６ｄ′を開閉する導入側バルブ１６ｇ′と、酸素濃縮
空気の排出ポート１６ｅ′を開閉する酸素濃縮空気排出
側バルブ１６ｈ′と、窒素富化ガスの排出ポート１６
ｆ′を開閉する窒素富化ガス排出側バルブ１６ｉ′とを
有する。各バルブ１６ｇ′、１６ｈ′、１６ｉ′により
空気の導入ポート１６ｄ′、酸素濃縮空気の排出ポート
１６ｅ′および窒素富化ガスの排出ポート１６ｆ′は同
時に全閉可能とされている。各バルブ１６ｇ′、１６
ｈ′、１６ｉ′は第１実施形態と同様のバタイフライ弁
等により構成できる。また、各空気分離部１６′も空気
配管に対して第１実施形態と同様にフランジ部を介して
着脱可能に連結され、その連結部は各バルブ１６ｇ′、
１６ｈ′、１６ｉ′よりも空気分離部１６′側に配置さ
れる。これにより、空気の導入ポート１６ｄ′、酸素濃
縮空気の排出ポート１６ｅ′、窒素富化ガスの排出ポー
ト１６ｆ′を全閉状態にすれば、空気分離部の破損に対
処できるだけでなく空気分離部１６′の保守点検や交換
を空調空気を流動させた状態で容易に行うことができ
る。なお、第１コントロールバルブ４１ａと燃料周囲領
域１５との間の配管と、第２コントロールバルブ４１ｂ
と機外空間１４との間の配管は空気分離部１６′と機外
とを連絡する外部連絡流路を構成する。図１１に示すよ
うに、各外部連絡流路に絞り部Ｅ１、Ｅ２が設けられて
いる。各絞り部Ｅ１、Ｅ２は固定絞りでも可変絞り弁で
もよい。これにより、第１コントロールバルブ４１ａや
第２コントロールバルブ４１ｂが開き状態で固着される
事態が生じても、キャビン８に供給されるべき空気が機
外に過剰に流出するのを阻止できる。他は第１実施形態
と同様とされている。

【００３６】本発明は上記各実施形態に限定されない。
例えば、第４実施形態において第２実施形態や第３実施
形態や変形例に示した酸素選択捕捉ユニット１３０、１
３０′、２３０を用い、キャビン内の酸素濃度が過大に
なるのを防止するようにしてもよい。また、酸素選択捕
捉ユニットとして、空気を窒素富化ガスと酸素濃縮空気
とに分離する選択透過膜と、空気に含まれる酸素分子の
吸着機能を有する吸着材の両方を有するものを用いても
よい。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、空気分離部から排出さ
れる窒素富化ガスだけでなく酸素濃縮空気も有効利用で
き、空気分離ユニットに導入される空気の量と圧力を確
保でき、しかもキャビンの酸素濃度が高くなり過ぎるこ
とによる火勢の拡大を防止できる航空機用空気調和装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の航空機用空気調和装置
の構成説明図

【図２】本発明の実施形態の航空機用空気調和装置にお
ける吸着部の構成説明図

【図３】本発明の第１実施形態の航空機用空気調和装置
における空気分離ユニットの配置説明図

【図４】本発明の第１実施形態の航空機用空気調和装置
における空気分離ユニットの構成説明図

【図５】本発明の第２実施形態の航空機用空気調和装置
における空気分離ユニットと酸素選択捕捉ユニットの配
置説明図

【図６】本発明の第２実施形態の航空機用空気調和装置
における酸素選択捕捉エレメントの構成説明図

【図７】本発明の第２実施形態の変形例における酸素選
択捕捉ユニットの斜視図

【図８】本発明の第３実施形態の航空機用空気調和装置
における空気分離ユニットと酸素選択捕捉ユニットの配
置説明図

【図９】本発明の第３実施形態の航空機用空気調和装置
における酸素選択捕捉エレメントの構成説明図

【図１０】本発明の第４実施形態の航空機用空気調和装
置の構成説明図

【図１１】本発明の第４実施形態の航空機用空気調和装
置における空気分離ユニットの配置説明図

【図１２】本発明の第４実施形態の航空機用空気調和装
置における空気分離ユニットの構成説明図

【符号の説明】

１ エンジン ３ コンプレッサ ５ 膨張タービン ８ キャビン １５ 燃料周囲領域 １６、１６′ 空気分離部 １６ａ、１６ａ′ 選択透過膜 ２５ コントローラ ２５ａ 酸素濃度の検出センサ ４１ｂ 第２コントロールバルブ ７５ 分離バイパス流路 １２７ 酸素濃度切替えバルブ １３０、１３０′ 酸素選択捕捉ユニット ２３１ａ、２３２ａ 酸素分子吸着物質

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンプレッサにより圧縮された空気を膨張
   タービンにより膨張させることで生成される冷気をキャ
   ビン内に導入する航空機用空気調和装置において、その
   コンプレッサにより圧縮された空気を窒素富化ガスと酸
   素濃縮空気とに分離する空気分離部と、その窒素富化ガ
   スを航空機の燃料周囲領域に導入する手段と、その酸素
   濃縮空気をキャビンに導入する手段と、そのキャビン内
   の酸素濃度を検出する手段と、そのキャビン内の酸素濃
   度が設定値以上になると、その酸素濃縮空気を航空機の
   機外空間に排出する手段とを備えることを特徴とする航
   空機用空気調和装置。
2. 【請求項２】コンプレッサにより圧縮された空気を膨張
   タービンにより膨張させることで生成される冷気をキャ
   ビン内に導入する航空機用空気調和装置において、その
   コンプレッサにより圧縮された空気を窒素富化ガスと酸
   素濃縮空気とに分離する空気分離部と、その窒素富化ガ
   スを航空機の燃料周囲領域に導入する手段と、その酸素
   濃縮空気をキャビンに導入する手段と、そのキャビン内
   の酸素濃度を検出する手段と、そのキャビン内の酸素濃
   度が設定値以上になると、そのキャビンに導入されるこ
   とになる空気中から酸素を選択的に捕捉すると共に、そ
   の捕捉した酸素を含む酸素濃縮空気を航空機の機外空間
   に排出する手段とを備えることを特徴とする航空機用空
   気調和装置。
3. 【請求項３】空気を窒素富化ガスと酸素濃縮空気とに分
   離する選択透過膜と、空気に含まれる酸素分子の吸着機
   能を有する吸着材の中の少なくとも一方を有する酸素選
   択捕捉ユニットを備え、そのキャビン内の酸素濃度が設
   定値以上になると、その酸素選択捕捉ユニットにより前
   記空気分離部から排出される酸素濃縮空気から酸素を選
   択的に捕捉する請求項２に記載の航空機用空気調和装
   置。
4. 【請求項４】前記コンプレッサと膨張タービンとの間の
   空気流路における前記空気分離部の上流と下流とを連絡
   する空気流路が設けられている請求項３に記載の航空機
   用空気調和装置。
5. 【請求項５】その酸素濃度の設定値は航空機の高度に応
   じて変更される請求項１〜４の中の何れかに記載の航空
   機用空気調和装置。
6. 【請求項６】そのキャビンから流出する空気を再びキャ
   ビンに戻すリサキュレーション空気流路を備え、そのキ
   ャビンから流出して再びキャビンに戻る循環空気と航空
   機のエンジンからの抽出空気とが混合後に前記空気分離
   部に導入される請求項１〜５の中の何れかに記載の航空
   機用空気調和装置。