JP2006273183A

JP2006273183A - 抽気システム

Info

Publication number: JP2006273183A
Application number: JP2005097041A
Authority: JP
Inventors: Shoji Uryu; 承治瓜生; Yukio Horiguchi; 幸雄堀口
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】
抽気システムの簡素化及びエンジンの負担の低減を達成できる。
【解決手段】
エンジン抽気を調温及び調圧して、空調システム及び防除氷システムに予調和空気として供給する航空機用抽気システムであり、エンジンコンプレッサ１を抽気源とする系統に配設した電動コンプレッサ１０により、エンジン抽気をさらに圧縮して空調システム及び防除氷システムへ供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機用空気調和装置等で、エンジン抽気の温度及び圧力を調整する抽気システムに関する。

航空機用空気調和装置は、従来からエアサイクル方式が用いられてきた。これは、温度調節以外に高高度における機内の与圧が必要であり、高圧のエンジン抽気が使用できること、小型軽量である必要があることなどの理由による。

このため、高温、高圧のエンジン抽気を調温、調圧（予調和）するための抽気システムを装備する必要がある。近年一般的に用いられている抽気システムは、図２に示したような形態である。

この形態のシステムは、エンジンコンプレッサ５１からの高温高圧抽気をプレッシャレギュレーティングバルブ５２で調圧した後、プリクーラ５３でエンジンファン５４のファンエアにより冷却して調温するものである。調温は、プリクーラ５３下流の温度センサ５５で検知される温度を基に、抽気コントローラ５６からの制御信号によってファンエアバルブ６０の開度を制御してプリクーラ５３に供給されるファンエアの流量を調整することで行われる。

一方、調圧はプリクーラ下流の圧力センサ６１で検知される圧力をもとに、抽気コントローラ５６からの制御信号によって、プレッシャレギュレーティングバルブ５２の開度を変えることで行なわれる。エンジンコンプレッサ５１からの抽気は、通常、中間段５１ａから取り出されるが、飛行条件やエンジンの作動状態によって、中間段５１ａの抽気圧力が空調システム及び防除氷システムが必要とする圧力より低い場合には、高圧段５１ｂから抽気する必要がある。

このため、エンジンは高圧段５１ｂからの抽気ポートを備えており、抽気システムは高圧段バルブ５７及び高圧段バルブ５７下流の圧力センサ５８を用いて、高圧段５１ｂからの抽気の供給及び調圧を行なっている。

なお、中間段５１ａの抽気ポート下流のチェックバルブ５９は、高圧段５１ｂ抽気時に高圧段抽気の中間段５１ａの抽気ポートへの逆流を防止するためのものである。
米国特許第５１６１３６４号公報

上記したような従来の抽気システムは、エンジンコンプレッサ５１に中間段５１ａ及び高圧段５１ｂの２つの抽気ポートを必要とする。このうち高圧段５１ｂからの抽気は、降下時等の高高度飛行でエンジンをアイドル状態にして中間段５１ａ圧力が低下した場合に必要となるのみである。この高圧段５１ｂからの抽気は中間段５１ａに比べて高温、高圧であり、高圧段バルブ５７は故障率が高く、また下流の機器も含めて耐圧強度を確保するためシステム全体の質量も大きくなる。また、エンジンから高圧の空気を抽出することは、エンジンにとって、それだけ高圧空気を余分に作り出す必要があり、機体にとって大きな負担となっている。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであって、抽気システムの簡素化及びエンジンの負担の低減を達成できる抽気システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、本発明の抽気システムは、エンジン抽気を調温及び調圧して、空調システム及び防除氷システムに予調和空気として供給する航空機用抽気システムであって、エンジンコンプレッサを抽気源とする系統に、抽気をさらに圧縮して空調システム及び防除氷システムへ供給する電動コンプレッサを配設したことを特徴とする。

また、エンジンコンプレッサは連続する少なくとも２つの圧縮部からなり、上流側の圧縮部のみで圧縮された抽気を電動コンプレッサに供給するよう構成したことも本発明に含まれる。

本発明が提供する抽気システムは、上記のように構成されており、エンジンコンプレッサの高圧段から抽気する必要がなくなるので、高圧段バルブやチェックバルブを備える必要がなくなるだけでなく、抽気によるエンジンへの負担を軽減するともに、構成機器の最高温度・圧力条件が大幅に緩和されて機器の信頼性が向上し、装置の軽量化も可能である。

以下、本発明が提供する抽気システムを図１に示す実施例にしたがって説明する。図１は本実施例の抽気システムの概略構成図であり、エンジンコンプレッサ１は中間段１ａと高圧段１ｂとが連結してなり、空調システム及び防除氷システムには、中間段１ａで圧縮されたエンジン抽気のみが供給されるよう構成される。この中間段１ａから導出されたエンジン抽気の圧力が圧力センサ８で検知され、それをもとにエンジン抽気が所定の圧力に達するまで、抽気コントローラ６が電動コンプレッサ１２を駆動する。また、電動コンプレッサ１２が非作動時において、電動コンプレッサ１２の下流の圧力センサ１１で検知される圧力をもとに、抽気コントローラ６からの制御信号によってプレッシャレギュレーティングバルブ２の開度を変えることで調圧が行われる。さらに、温度センサ５で検知される温度をもとに、抽気コントローラ６はファンエアバルブ１０の開度を制御してプリクーラ３に供給されるファンエアの流量を調整するよう構成されている。

次に本実施例の抽気システムの動作を図１により説明する。地上、上昇及び巡航等の飛行条件において、従来システムと同様に、エンジンコンプレッサ１の中間段１ａから抽気を行う。そして、高高度における降下時等の従来システムでエンジンコンプレッサの高圧段から抽気していた条件においては、プレッシャレギュレーティングバルブ２の上流の圧力センサ８がエンジン抽気圧力の低下を検知すると、プリクーラ３の下流に配した電動コンプレッサ１２が空調システム及び防除氷システムが必要とする圧力まで圧縮を行う。

この場合、空調システムや防除氷システムへ供給する抽気の調圧は、電動コンプレッサ１２の下流にある圧力センサ１１で検知される圧力をもとに、抽気コントローラ６が電動コンプレッサ１２の回転速度の制御を行うことによって実施する。これによって、エンジンコンプレッサ１の高圧段１ｂから抽気することなく、十分に調圧することが可能となる。

なお、電動コンプレッサ１２が非作動時でも十分に調圧できる場合、電動コンプレッサ１２は非作動のまま、従来システムと同様に電動コンプレッサ１２の下流の圧力センサ１１で検知される圧力をもとに、抽気コントローラ６からの制御信号によってプレッシャレギュレーティングバルブ２の開度を変えることによって圧力を調圧する。

また、調温も従来システムと同様に電動コンプレッサ１２の下流の温度センサ５で検知される温度をもとに、抽気コントローラ６からの制御信号によってファンエアバルブ１０の開度を制御してプリクーラ３に供給されるファンエアの流量を調整することで行う。

さらに、エンジン駆動用にエンジンコンプレッサ１は、連続する少なくとも２つの圧縮部１ａ、１ｂから構成されており、上流側の圧縮部１ａのみで圧縮された抽気を空調システムや防除氷システムへ供給する抽気として利用するよう構成されている。

本発明の抽気システムを示した図である。従来の抽気システムを示した図である。

符号の説明

１エンジンコンプレッサ
１ａ中間段
１ｂ高圧段
２プレッシャレギュレーティングバルブ
３プリクーラ
６抽気コントローラ
１０電動コンプレッサ

Claims

エンジン抽気を調温及び調圧して、空調システム及び防除氷システムに予調和空気として供給する航空機用抽気システムであって、エンジンコンプレッサを抽気源とする系統に、抽気をさらに圧縮して空調システム及び防除氷システムへ供給する電動コンプレッサを配設したことを特徴とする抽気システム。
前記エンジンコンプレッサは連続する少なくとも２つの圧縮部からなり、上流側の圧縮部のみで圧縮された抽気を前記電動コンプレッサに供給するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載された抽気システム。