JP2007505786A - 航空機の空気調和装置用ミキサー - Google Patents

Abstract

ミキサーは、空気調和パック（１２）からの調和空気を受容する入口（４４）を有する通路（４２）を画定する外気管（４０）を備える。該気管（４０）は、航空機の客室に混合空気（１８）を供給する出口（４６）を備える。外管（４８）は、外気管（４０）を少なくとも部分的に包囲し、客室（２２）から再循環空気（２６）を受容する。外気管（４０）の複数の穴（５４）は、外管（４８）と外気管（４０）を流体的に連結する。温かい再循環空気（２６）は、外気管（４０）の一部を包囲して加熱することにより、氷の形成を防止することができる。穴を通って外気管（４０）に進入する温かい再循環空気（２６）は、パック（１２）からの調和された空気（１４）と均一に混ざり、外気管（４０）内に均一な混合空気を供給することができ、その混合空気により、さらに氷の堆積防止が確実になる。

Description

本願は、２００３年９月２２日出願の米国仮出願第６０／５０４，６７１号に基づいて優先権を主張するものである。

本発明は、航空機の空気調和装置ミキサーに関し、より詳細には、空気調和パックからの空気とその他空気を混合するためのミキサーに関する。

航空機の空気調和装置により、航空機全体にわたり、客室やその他の区域に調和された空気が供給される。航空機の空気調和装置パックは、例えば、当業界で既知の空気サイクル装置を用いて、航空機外部から新鮮な空気（外気）を取り込んで調和し、その調和空気を航空機全体にわたって使用する。

パックは、航空機の客室に供給するための再循環空気と混合すべき非常に低温の冷気を供給する。例えば、ミキサーは調和された空気を取り入れ、調和された空気よりも高い温度を有する、客室を循環する空気と混合する。ミキサーは、通常Ｔ字型であり、大容量を占める。従来技術においては、混合要求を満たし、かつ、ミキサーが凍結するとミキサー内の圧力が減少してパック性能が低下し、氷粒子が客室内へ分散するため、ミキサーが凍結しないよう、大型のミキサーが必要であった。氷が形成されるとミキサーを通る調和空気の流れが制限され、空気サイクル装置（ＡＣＭ）の速度が低下するため、パックの冷気を生成する能力が低減する。この問題を解決するために、従来技術では、おおよそ５５ガロン（約０．２０８１７５ｍ³）サイズのドラム缶のようなミキサーが使用されている。パックからの冷気が、湿った再循環空気と混合すると、再循環空気中の水分が凝縮（凝結）して凍結することにより、ミキサーの底部に氷が集まるため、ミキサーを通る調和空気の流れが妨げられる。大容量のミキサーにより、従来のミキサーは、出口で混合空気を均一な温度にするため望ましい。

従って、出口温度で空気を均一に混合することができる一方で、氷が蓄積しない、小型のミキサーが必要とされている。

本発明の空気調和装置用ミキサーは、調和された空気を空気調和パックから受容する入口を有する通路を画定する外気管を備える。この外気管は、航空機の客室に混合空気を供給する出口を備える。外管は、少なくとも部分的に外気管を包囲し、客室からの再循環空気を受容する。外気管の複数の穴は、外管を外気管に流体的に連結する。

再循環暖気で外気管部分を包囲してその部分を暖めることにより、氷の生成を防ぐ。穴を通って外気管に進入する温かい再循環空気は、パックからの調和された空気と均一に混合されて、外気管内に均一な混合空気が供給される。供給された混合空気によって、氷形成の防止が確実となる。

客室とは別にフライトデッキに空気を供給する場合、ミキサーを、外気管の上流側の穴と流体的に連結される内管の周りに配置されるフライトデッキ供給管を具備するものとする。フライトデッキ供給管内にトリム空気を供給し、内管の周囲に流して内管を加熱することにより、氷が形成するのを防ぐことができる。

従って、本発明は、出口温度で空気を均一に混合する間、氷が形成されることのない小型ミキサーを提供するものである。

本発明のこれら並びにその他の特徴は、以下の詳細な説明及び図面、並びに図面の簡単な説明から十分に理解することができるであろう。

本発明の航空機空気調和装置１０を図１に概略的に示す。装置１０は、ＡＭＣか又は、新鮮で調和された空気を供給する空気調和パック１２を備える。パック１２はエンジンブリード弁、より好ましくは電気駆動過給器からの外気を受容する。

パック１２からの調和された空気１４は、本発明のミキサー１６内へ流れる。混合空気１８はミキサー１６から排気されて音響処理装置２０に入り、その騒音が低減される。処理後、混合空気１８は航空機客室２２へ送られる。客室２２からの再循環空気２６は、ファン２８によってミキサー１６に戻され、所望の温度範囲内の混合空気１８を得るために、調和された空気１４と混合される。

航空機は、客室２２への送気とは分離して、フライトデッキ３８に空気を送るような形態であることが必要とされる場合がある。そのような形態の場合、ミキサー１６は、パック１２からのトリム空気３０を受容して調和された空気１４とその空気３０を混合する。トリム空気３０は、パック１２上流及びエンジン又は過給器下流からの高温空気から供給してもよい。ミキサー１６は、調和された空気３２を音響処理装置３４へ送り、そこから調和された空気がフライトデッキ３８へ送られる。

本発明のミキサー１６は、パックの効率を低減する原因となり得るミキサー内での氷の形成を防ぐ一方で、均一な混合空気を出口温度に維持する。ミキサー１６は、入口４４から出口４６まで延在する通路４２を画定する外気管４０を備える。入口４４は、パック１２からの調和された空気１４を受容する。出口４６は、調和された空気１４と再循環空気２６の混合物である混合空気１８を音響処理装置２０へ送る。

外管４８は、外気管４０を少なくとも部分的に包囲することにより、キャビティ５２を形成する。装置１０の運転中、再循環空気２６は、再循環空気入口５０を通ってキャビティ５２内へ流れるため、キャビティ５２は温暖な再循環空気２６で満たされる。温かい再循環空気２６は、外気管４０に熱を供給するため、それにより外気管４０の温度が上昇して、氷の形成を防止することができる。複数の穴５４は、外気管４０の周囲に、外気管４０とキャビティ５２を流体的に連結するよう環状に配置される。温かい再循環空気２６は、キャビティ５２から穴５４を通って通路４２へと流れ、そこで、調和された空気１４と均一に混合されることにより、均一な温度を有する混合空気１８を生成することができる。混合空気１８の均一な温度により、氷を形成する可能性のあるミキサー１６内における冷点を防止することができる。

フライトデッキ３８に対して、別個の空気供給を有する形態の場合、ミキサー１６は、ミキサー１６の本体から延びるフライトデッキ供給管５６を備えるものであってよい。内管５８は、外気管４０からある角度で延びており、かつ、フライトデッキ供給管５６内に配置される。その角度は、通路４２から内管５８への流量を増大するよう９０°以下である。フライトデッキ３８と比べて、客室２２内の方が非常に多い空気流を必要とする場合には、通路４２の径は内管５８の径よりも大きい。管５６，５８は、キャビティ６０を形成するよう、相互に離間される。再循環空気２６がフライトデッキ３８への空気と混ざらないよう、穴５４を内管５８の下流に配置することが好ましい。

図１と図２を参照すると、トリム空気３０をキャビティ６０へ送るよう、トリム空気管６２がフライトデッキ供給管５６の一方の側部から延びている。キャビティ６０内の高温のトリム空気３０により内管５８に熱が伝達され、それにより、この壁上に氷が堆積するのが防止される。トリム空気と調和された空気が遭遇して、内管５８の端部で混合し始める。ミキサー１６の他の入口と出口のように、ダクト６４をフライトデッキ供給管５６とクランプで連結する。トリム空気と調和された空気をダクト６４内で持続的に混合することができる。

ミキサー１６は、適当な材料から鋳造又は成形により形成することができる。本発明のミキサーは、従来のミキサーと比較して非常に小型であり、おおよそ９インチ（おおよそ２２８．６ｍｍ）径で、容量は２フィート×２フィート×２フィート（６０９．６ｍｍ×６０９．６ｍｍ×６０９．６ｍｍ）ではあるが、性能及び信頼性を危険にさらすことはない。さらに、本発明のミキサーは、従来のものに比べて非常に軽量である。

本発明の好ましい実施態様を説明してきたが、本発明の範囲内であれば、ある程度の修正が可能であることは当業者であれば認識するであろう。従って、本発明の真の範囲と内容を確認するためには、特許請求の範囲の記載を検討するべきである。

本発明のミキサーを有する航空機の空気調和装置の概略図である。 図１で示す本発明のミキサーの後方正面図である。

Claims (10)

1. 入口と出口の間で延在する通路を有する第１の管と、
   第１の管を少なくとも部分的に包囲してキャビティを形成する第２の管を有し、第１の管は、第１の管とキャビティを流体的に連結する穴を有することを特徴とする、航空機の空気調和装置用ミキサー。
2. 前記入口が、パックからの調和された空気を受容する、調和空気入口であることを特徴とする、請求項１記載のミキサー。
3. 前記第２の管が、航空機の客室からの再循環空気を受容するための再循環空気入口を有し、前記出口が混合空気を客室に送るためのものであることを特徴とする、請求項２記載のミキサー。
4. フライトデッキ供給管が、前記第１の管から延在し、かつ、流体的に該管と連結される内管を有する前記ミキサーから延び、前記内管は前記フライトデッキ供給管内に少なくとも部分的に配置されることにより、前記内管と前記フライトデッキ供給管の間に、パックからのトリム空気を受容する別のキャビティを形成することを特徴とする、請求項２に記載のミキサー。
5. 前記再循環空気が、前記調和された空気よりも高温であり、その再循環空気が前記ミキサーと調和された空気を加熱することにより、前記ミキサー内における氷の形成を防止することを特徴とする、請求項３記載のミキサー。
6. 前記キャビティと前記通路とを流体的に連結する複数の穴を前記第１の管の周囲に設けることを特徴とする、請求項１記載のミキサー。
7. 前記内管が、前記穴と前記入口の間に配置されることを特徴とする、請求項４記載のミキサー。
8. 調和された空気を生成するパックと、
   再循環空気を供給する客室と、
   パックと客室の間で流体的に連結され、パックに流体的に連結される入口と、客室に流体的に連結される出口の間で延在する通路を有する外気管を備えるミキサーと、
   客室に流体的に連結される再循環空気入口を有し、その外気管の少なくとも一部の周りに少なくとも部分的に配置されることによって、キャビティを形成する外管と、
   キャビティと通路を流体的に連結する外気管の穴、
   を含んでなることを特徴とする、航空機の空気調和装置。
9. 前記外気管から延び、かつ、該管と流体的に連結される内管と、
   前記ミキサーから延びるフライトデッキ供給管であって、内管を少なくとも部分的に包囲することによって内管とフライトデッキ供給管の間に別のキャビティを形成する、フライトデッキ供給管と、
   前記パックからのトリム空気を上記別のキャビティまで送る、フライトデッキ供給管から延びるトリム空気管、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項８記載の装置。
10. 前記外気管の壁部に複数の穴が設けられていることを特徴とする、請求項８記載の装置。

Images