JP2007168778A - 複合された調理室冷蔵ユニットと客室空調システムの統合制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】航空機のための統合された調理室冷蔵ユニットと航空機客室空調機パックを提供すること。
【解決手段】航空機に統合された調理室冷蔵ユニットと航空機客室空調機パックを設ける。制御装置が、空気冷却された調理室内へ冷却された空気を供給することが、客室内へ冷却された空気を供給することよりも優先するか否かを選択的に判断する。客室内に送り込まれる補足的な冷却空気を供給する再循環空気熱交換器へ、選択的に低温流体を供給するよう弁操作が行われる。再循環空気熱交換器は、客室への冷却された空気の供給が優先されるときに使用される。他方、空気冷却される調理室が優先されるべきと判断されるときは、弁は閉位置に維持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機の食物調理室用の調理室冷蔵ユニット並びに航空機の客室へ空気を供給する空調ユニットを制御する制御装置および方法であって、両方のユニットが最も効率的に作動するように制御する制御装置および方法に関する。

航空機は多数のサブシステムを備える。航空機の客室では、空気の温度は空調機パックによって制御される。この空調機パックは、所望の温度で空気を客室へ供給する。空調機パックへの負荷は、周囲温度によって変化する。周知の通り、航空機が高高度にあると、周囲温度は極めて低い場合が多いため、空調機パックは空気を加熱できなければならない。別のときには、空調機パックは、客室に送られる空気を冷却できなければならない。

さらに、航空機は、乗客用の食物を貯蔵する調理室を備える。その食物は、ある時間、冷蔵温度に保たれなければならない。したがって、調理室は、通常、冷蔵ユニットを備える。調理室冷蔵ユニットへの負荷と、空調機パックへの負荷は一定ではない。したがって、両ユニットとも、必要以上に大きく作られる。

本発明の目的は、航空機に備え付けられる統合された調理室冷蔵ユニットと航空機客室空調機パックを提供することである。

開示される本発明の実施形態では、食物貯蔵調理室に冷却空気を供給する調理室冷蔵ユニットが航空機上に設けられる。客室に冷却または加熱空気を供給する空調機パックが設けられる。調理室冷蔵ユニットに付随する弁により、選択的に、低温流体が再循環空気熱交換器を通って流れる。空気が、再循環空気熱交換器に送り込まれ、冷却され、次いで、空調機パックからの空気と合流するように送られ、客室に輸送される。航空機の客室の冷房負荷の優先度が、食物貯蔵調理室へ追加の冷房負荷を提供することよりも高いとき、弁を開いて、低温流体を再循環空気熱交換器へ誘導する。

別のときには、食物貯蔵調理室の冷却が、客室に冷却空気を供給することより優先する。その場合、弁は閉じられる。

制御装置は、適切なアルゴリズムに従って、追加の冷却空気を供給するための再循環空気熱交換器の使用を制御する。

ある種の条件下で、調理室冷蔵ユニットを、冷却空気を客室に供給するのに使用できるよう２つのユニットが統合されているため、調理室冷蔵ユニットで空調機パックが補われるので、空調機パックを小型にすることができる。

現時点で好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、本発明の様々な特徴および利点が当業者には明らかになろう。詳細な説明に関連する図面を以下のように簡単に説明する。

２つの主循環路を有する航空機の冷却システム２０を図１に示す。温度センサ２４，２６を有するキャビン２２が示されている。供給ライン２７が、客室２２へ調整された空気を送る。図からわかるように、空調機パック２８は、空気が客室２２に到達する際に所望する温度であるよう、空気を加熱し、あるいは冷却する。温度センサ２４／２６からのフィードバックが、必要に応じて温度を上昇させ、あるいは低下させるように空調機パックを制御することができる制御装置に送られる。空気は、空調機パックからライン２９に送り込まれ、客室に案内する下流のライン２７送られる。

調理室冷蔵ユニット３０は、食物貯蔵トレイなどが貯蔵されている調理室３２へ冷却空気を供給するように働く。ヒートシンク３４によって、調理室冷蔵ユニット３０から熱を取り去ることができる。調理室冷蔵ユニット３０からの冷媒はヒートシンク３４によって冷却され、これは低温流体を冷却するのに使用される。熱交換器３６が、ファン３８から空気を受け取り、次いでその空気が、熱交換器３６上を通過した後に空気冷却される調理室３２を冷却する。温度センサ４０，４２は、空気温度情報を制御装置へ送り返す。調理室冷蔵３０のこの部分は、概して、当技術分野で周知の通りである。ファン用モータは、やはり当技術分野では周知の通り速度可変でもよい。

この図には示されていないが、空調機パック２８および調理室冷蔵ユニット３０の典型的なミラー循環路が航空機の反対側にあり、調整された空気をライン１２９に通過させて、別の調理室（図示せず）に供給する。

本発明に関連して、バイパス弁４４とバイパスライン４６により、熱交換器３６の一方または両方を選択的に迂回することができる。さらに、三方弁４８がフローライン４７の下流に配置され、そこは熱交換器３６の下流になる。三方弁４８は、ライン４７を、補助客室空調ライン５０、または調理室冷蔵ユニット３０へ戻る、戻りライン５２のいずれかに接続する。図示のように、ファン５３は、選択的に、空気を再循環熱交換器５１上に送り込み、その空気は、経路５４を通ってライン５６に流れ込み、そこでライン２９からの調整された空気と合流する。

制御装置は、追加の冷却空気をファン５３により再循環空気熱交換器５１を通って供給するべきか否か判断するアルゴリズムに基づいて作動する。追加冷却空気が、そのように供給される場合には、制御装置は、低温流体がライン４７からライン５０へと流れるような位置に弁４８を動かす。ファン５３は常時作動している。ここで空気は、再循環空気熱交換器５１を通り、ライン５４，５６，２７に送り込まれる前に冷却される。再循環空気熱交換器によって供給されるべき冷却負荷量に応じて、弁４４を作動させて熱交換器３６を迂回させることもできる。すなわち、客室２２における冷却が最優先であるときには、全ての利用可能な冷却能力が再循環空気熱交換器５１に提供されるように、熱交換器３６を完全に迂回させることができる。

この複合されたシステム２０を作動させるアルゴリズムは、概して、センサのそれぞれ、およびそれに加えて周囲温度の示度を提供するセンサから温度情報を利用する。

客室２２の温度センサ２４，２６のいずれかが、キャビン温度が高過ぎる、あるいは低過ぎることを示したとき、制御装置は、空調機パックを制御してこの温度を調節する。客室２２の温度が高過ぎる場合は、制御装置は、再循環空気熱交換器５１に低温流体を供給するように弁４８を作動させることによって、追加の冷却空気を供給することができる。

空気冷却される調理室は、食物を保存する温度に保たれなければならない。たとえば、この温度は一般に約３０°Ｆ／−１．１１℃である。最初、出航前に冷蔵カートが食物トレイで一杯になっているときは、調理室冷蔵ユニットを最大の冷却能力で作動させることができる。この時点では、空気冷却される調理室の温度を下げるために、調理室冷蔵ユニットには高い冷却負荷がかかっている。

ある種の条件と、たとえばこの「初期負荷」条件下では、調理室の冷却は、客室に追加の冷却を行うよりも優先し得る。たとえば、地上外気温度が高いときは、空気冷却される調理室３２を所望の温度に維持することが重要である。さらに、客室２２の温度を下げるために、空調機パックにも高い負荷がかかる。これらの条件下では、空気冷却される調理室の温度を維持することが、客室温度を下げることよりも優先する。このような条件下では、客室温度が、その目標温度よりわずかに高くても許容されると考えられている。

さらに、寒冷状態の間は、空調機パック２８は、客室２２に送られる空気を加熱することだけを要求される。再循環空気熱交換器による冷却は要求されない。したがって、調理室冷蔵ユニットは、空気冷却される調理室３２を所望の温度に保持することに焦点を当てさえすればよい。

他方、高温外気温度状態下で、特に航空機が全てのシステムを停止してアイドリング状態にあったときは、航空機のキャビンは最初、極めて高温であり得る。乗客や食物を航空機に搭乗させるあるいは積載する前に、温度を急激に引き下げることが望ましい。このときには、両方のシステムとも何らかの冷却が必要になり得るが、最初は客室温度を下げるために、再循環空気熱交換器による冷却の方の優先度が高い。

客室温度が十分に下がった後は、空気冷却される調理室の要求を満たすことが可能となる。したがって、これらの条件下では、最初に弁４４を、低温流体をライン５０に輸送する弁４８と共に開くことができる。このようにすると、全ての低温流体を、熱交換器３６を迂回させて、全ての冷却容量を、再循環空気熱交換器５１を通過させることができる。これにより、確実に、客室２２の温度が可能な限り迅速に引き下げられる。客室２２内の温度が目標温度のある範囲に到達した後は、弁４４を、低温流体が熱交換器３６に通過する位置に動かすことができる。このようにして、空気冷却される調理室は、その目標温度に向かって近づき始め、一方で、低温流体は再循環空気熱交換器を通過し続けることができる。食物が積載された後は、冷却容量を空気冷却される調理室に供給することが、低温流体を再循環空気熱交換器に供給することよりも優先させてよく、その時点では、弁４８を切り換えて、ライン５２を介して低温流体を移動させることができる。

航空機上のシステムが故障したときには、冷却空気を客室に供給することを優先させてよいような別の場合が起こり得る。たとえば、航空機に何らかの動力低下が生じているときは、調理室冷蔵ユニット３０および空調機パック２８を作動させるのに利用できる動力量が制限され得る。そのような状況下では、アルゴリズムは、客室に追加冷却空気を先に供給することができる。

前述の課題を達成する制御装置に、かつ上記に略述したラインに沿った構成要素の制御装置にプログラムされるアルゴリズムは、当業者が開発することができる。当然のことながら、調理室冷蔵ユニットと空調機パックとの間で冷却負荷を分配する別の方法も本発明の範囲内で実行することができる。たとえば、空調機パックが調理室冷蔵ユニットを補助してもよい。

本発明を、好ましい実施形態において開示してきた。しかし、ある種の変更も本発明の範囲内で実施可能であることは、当業者であれば理解するであろう。そのため、本発明の真の範囲および内容を確認するために特許請求の範囲の記載を検討すべきである。

航空機用の複合された調理室冷蔵ユニットと空調機パックの概略図である。

符号の説明

２０…航空機冷却システム
２２…客室
２４，２６…温度センサ
２８…空調機パック
３０…調理室冷蔵ユニット
３２…調理室
３４…ヒートシンク
３６…熱交換器
４０，４２…温度センサ
４４…弁
４６…バイパスライン
４８…三方弁
５１…再循環空気熱交換器
５３…ファン

Claims (18)

1. 食物貯蔵調理室内に冷却された空気を供給する調理室冷蔵ユニットであって、前記調理室冷蔵ユニットは、調理室熱交換器に低温流体を通過させ、かつ、第２の流体が冷却されるように前記調理室熱交換器に第２の流体を通過させて、次いでその第２の流体を食物貯蔵調理室内に送ることが可能な、低温流体の循環路を備える、調理室冷蔵ユニットと、
   航空機の客室内に調整された空気を供給する空調機パックであって、該客室内の目標温度に合わせるよう要求された時に、空気を加熱または冷却するよう操作可能な空調機パックと、
   前記調理室冷蔵ユニット中の前記低温流体循環路内における再循環空気熱交換器と、
   前記空調機パックによって前記客室に供給される冷却空気を補うために、前記再循環空気熱交換器を通過した追加の冷却された空気を選択的に供給する制御装置と、
   を備えることを特徴とする、航空機内を冷却するシステム。
2. 三方弁が、制御アルゴリズムに基づいて前記再循環空気熱交換器中へ、あるいは戻りライン中に低温流体を選択的に案内することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記空調機パックを補うよう追加の冷却された空気が要求されたとき、ファンが選択的に空気を前記再循環空気熱交換器に送り込むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
4. 前記客室に対する冷却負荷が、前記食物貯蔵調理室に対する冷却負荷より優先するとみなされるとき、弁により、低温流体に前記調理室熱交換器を迂回させることができることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
5. 食物が最初に前記食物貯蔵調理室に貯蔵されるとき、前記制御装置が、前記食物貯蔵調理室を優先して冷却し、かつ、補うための追加の冷却空気を供給しないことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
6. 乗客と食物とが前記航空機に搭乗及び積載される前に、前記空調機パックによって供給される前記冷却された空気を補うために、前記制御装置が、優先的に前記再循環空気熱交換器に低温流体を通過させることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
7. 前記調理室冷蔵ユニットと前記空調機パックとが利用できる動力量に制限がある場合に、前記空調機パックによって供給される前記冷却された空気を補うために、前記制御装置が、優先的に前記再循環空気熱交換器に低温流体を通過させることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
8. 前記第２の流体が空気であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
9. 食物貯蔵調理室内に冷却された空気を供給する調理室冷蔵ユニットを設けるステップであって、前記調理室冷蔵ユニットは、調理室熱交換器に低温流体を通過させ、かつ、第２の流体が冷却されるように前記調理室熱交換器に第２の流体を通過させて、次いでその第２の流体を食物貯蔵調理室内に送ることが可能な、低温流体の循環路を備える、調理室冷蔵ユニットを設けるステップと、
   航空機の客室内に調整された空気を供給する空調機パックを設けるステップであって、前記空調機パックが、該客室内の目標温度に合わせるよう要求された時に、空気を加熱または冷却するよう操作可能な、空調機パックを設けるステップと、
   前記調理室冷蔵ユニット中の前記低温流体循環路内における再循環空気熱交換器を設けるステップと、
   前記空調機パックによって前記客室に供給される冷却空気を補うために、前記再循環空気熱交換器を通過した追加の冷却された空気を選択的に供給するステップと、
   を含むことを特徴とする、航空機内を冷却する方法。
10. 三方弁が、制御アルゴリズムに基づいて前記再循環空気熱交換器中へ、あるいは戻りライン中に低温流体を選択的に案内するよう作動されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記空調機パックを補うよう追加の冷却された空気が要求されたとき、ファンが選択的に空気を前記再循環空気熱交換器に送り込むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
12. 前記客室に対する冷却負荷が、前記食物貯蔵調理室に対する冷却負荷より優先するとみなされるとき、低温流体が前記調理室熱交換器を迂回するよう弁が作動されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
13. 食物が最初に前記食物貯蔵調理室に貯蔵されるとき、前記制御装置が、前記食物貯蔵調理室を優先して冷却し、かつ、補うための追加の冷却空気を供給しないことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
14. 乗客および食物が前記航空機に搭載される前に、前記空調機パックによって供給される前記冷却空気を補足するために、制御装置が、前記再循環空気熱交換器を通して低温流体を流すことを優先させる請求項９に記載の方法。
15. 前記調理室冷蔵ユニットと前記空調機パックとが利用できる動力量に制限がある場合に、前記空調機パックによって供給される前記冷却された空気を補うために、前記制御装置が、優先的に前記再循環空気熱交換器に低温流体を通過させることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
16. 前記第２の流体が空気であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
17. 食物貯蔵調理室内に冷却された空気を供給する調理室冷蔵ユニットであって、前記調理室冷蔵ユニットは、調理室熱交換器に低温流体を通過させ、かつ、第２の流体が冷却されるように前記調理室熱交換器に第２の流体を通過させて、次いでその第２の流体を食物貯蔵調理室内に送ることが可能な、低温流体の循環路を備える、調理室冷蔵ユニットと、
    航空機の客室内に調整された空気を供給する空調機パックであって、該客室内の目標温度に合わせるよう要求された時に、空気を加熱または冷却するよう操作可能な空調機パックと、
    前記調理室冷蔵ユニットと前記空調機パックの少なくとも一方に、他方から選択的に補うように冷却することによって、冷却負荷を分配する循環路構成と、
    を備えることを特徴とする、航空機内を冷却するシステム。
18. 前記調理室冷蔵ユニットが前記空調機パックを補うことを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。

Images