JP4200084B2 - エアチラー装置 - Google Patents

Description

本発明は、航空機の機体内部に装備されて、食材等に冷却された空気を供給するためのエアチラー装置（空気冷却装置）に関する。

国際線等の長距離を飛行する旅客機には、乗客に提供する食事等を収納したサービスカートと、サービスカートを収容し、飲物の用意や簡単な調理を行うためのギャレー（調理室）が配備されている。

食事は、地上のサービス施設中で予め調理され、トレイに載置されてサービスカート内に収納され、機内へ搭載される。
トレイ上の料理のうちで、温菜はヒータ等で加熱されるが、サラダ等の冷菜は、冷却された空気をサービスカート内に送り込んで、低温が保たれる。
サービスカートを冷却する装置は、例えば、下記の特許文献に記載されている。
米国特許第５４９１９７９号明細書

エアチラー装置は、航空機のギャレーの天井や床下等のスペースに設置される。エアチラー装置は、冷凍サイクルユニットを装備して、冷却空気室内に配設する蒸発器で空気を冷却し、ダクトを介してギャレー等へ供給する。

エアチラー装置は、航空機に搭載されるために、小型軽量化が求められ、また、客席の近傍に設置されるので、騒音の低減が必要である。
本発明の目的は、上述した要求を満足するエアチラー装置を提供することである。

本発明のエアチラー装置は、冷凍サイクルユニットを構成する冷媒のコンプレッサ装置は、円筒形状のハウジングと、ハウジング内に設けられるモータと、モータにより駆動されるロータリコンプレッサと、モータの駆動軸に取付られる２枚の円盤を有する油分離装置を備える。

そして、油分離装置は、モータの駆動軸の頂部に圧入固着されるテーパー部が形成された固着部材を備え、また、２枚の円盤の上部に、モータの駆動軸の頂部に近接して配設される第３の円盤を備えるものである。

本発明のエアチラー装置は以上のように、エアチラー装置の冷凍サイクルユニットを構成する冷媒のコンプレッサ装置の内部に設ける潤滑油の分離機能を向上したものである。油分離装置の性能向上に伴い、コンプレッサ装置のハウジングの軸方向の寸法も短縮でき、航空機に搭載されるエアチラー装置の小型、軽量化を図ることができる。

図１は、本発明のエアチラー装置が装備されるギャレーの概要を示す説明図である。
全体を符号２で示すギャレーは、パネル材でつくられ、調理器等が収容される多数の棚や収納庫を備える。

ギャレー２の床面に接して設けられる収納スペース３には、食事のトレイを入れたサービスカーと（図示せず）が格納される。
ギャレー２の天井４の上部には、エアチラー装置１がとりつけられる。エアチラー装置１は客室内には露出せず、航空機の天井内に配置される。

図１の矢印Ｆは、機体の前方向を示すが、ギャレー２の機体の前方向に位置する裏側には、サービスカートを冷却するための冷気の通路が形成される。

ギャレー内を循環する冷気は、エアチラー装置１に還流し、エアチラー装置１で所定の温度に冷却され、再度ギャレー内部へ送り出される。

エアチラー装置１に連結されるダクト装置５は、ギャレー内部から戻る冷気の通路と、冷却された新鮮な冷気をギャレー内部へ送り出す通路を備える。
図２、図３は、本発明のエアチラー装置の外観と冷凍サイクルユニットの概要を示す説明図である。

全体を符号１で示すエアチラー装置は、筐体１０と、筐体１０内に装備される冷媒のコンプレッサ装置２０、コンデンサ３０、蒸発器（エバポレータ）４０、送風用のブロワ装置６０等を備える。

図３に示すように、エアチラーの冷凍サイクルユニットは、モータにより駆動されるコンプレッサ装置２０を備え、冷媒を圧縮してコンデンサ３０側へ送り出す。コンデンサ３０は、熱交換器３００を有し、気相の冷媒を液相冷媒に交換する。液相の冷媒は、熱交換器に隣接したレシーバドライヤ３１０内に貯溜される。レシーバドライヤ３１０の液相冷媒は、配管を介して筐体１０の壁で区画された空気冷却室内の蒸発器（エバポレータ）４０に送られる。液相冷媒は、エバポレータ４０に付設された膨張弁４１０を通って蒸発器の熱交換器４００へ送られる。冷媒は、熱交換器４００内で蒸発し、熱交換器４００を通過する空気を冷却する。

膨張弁４１０は、エバポレータ４０側からコンプレッサ２０側へ戻る冷媒の圧力や温度に応じて弁の開度を変えて蒸発器へ送る冷媒の流量を制御する。

ブロワ装置６０は、モータの両軸に装備される２個のファンを有し、コンデンサ３０側の送風とともに、空気冷却室内で発生した冷却空気を客室内ギャレーに収納されたサービスカートに対して送り出す。

図４、図５は、本発明のエアチラー装置の筐体の構造を示す説明図である。
筐体１０は、ベースプレート１００を有し、ベースプレート１００上に、コンプレッサ装置２０等の機器が搭載される。

ベースプレート１００は、平行して配設される２枚の板材の間にハニカム構造をもつコア材を挟み込んで形成されるハニカムパネルでつくられる。
このハニカムパネルは、軽量かつ曲げ剛性が高く、コンプレッサ装置２０等の機器をベースプレート１００のみで、充分に支持することができる。

また、ハニカムパネルは、ハニカムコア中に空気が密封される構造を有するので、断熱性が高い。したがって、空気冷却室等を構成するのに適している。

ベースプレート１００上には、ハニカムパネルでつくられた区画部材１１０が設けられる。この区画部材１１０は、エアチラーのコンデンサ側とエバポレータ側とを区分する部材であって、ブロワ装置６０が取付けられる。

区画部材は、空気冷却室１３０の一部を構成するものである。区画部材１１０の開口部には、蓋部材１２０が取付けられる。

ダクト装置５に連結される蓋部材１２０は、第１の開口部１２２と第２の開口部１２４が設けられる。第１の開口部１２２は、調理室側から戻る冷気を空気冷却室１３０へ送る通路が連結され、第２の開口部１２４は、空気冷却室１３０で冷却された新鮮な空気を調理室側へ送り出す通路が連結される。

ベースプレート１００の上部には、カバー部材１４０が取付けられ、コンプレッサ装置２０やブロワ装置６０が覆われる。カバー部材１４０は、上面と側面に四角形状の開口部１４４，１４６が形成される。この開口部１４４，１４６は、コンデンサ３０やコンプレッサ装置２０を冷却した空気の排気口として使用される。
カバー部材１４０の端部にはメッシュ部材１４８が取付けられ、コンデンサ３０の前面を覆う。

図５に示すように、区画部材１１０にはブロワ装置用の丸穴１４２が設けられる。また、空気冷却室の底面には、エバポレータに結露する水滴を受けるドレンパン１５０が取付けられる。このドレンパン１５０には、ドレンバルブ１６０が設けられる。

図６は、ブロワ装置６０の構成を示す説明図である。
ブロワ装置６０は、冷却空気を送り出すための流路を構成するハウジング６３０と、ハウジング６３０内を装備するモータ６００を有する。モータ６００は両端が突出する駆動軸６０２を有し、駆動軸の両端に第１のファン６１０と第２のファン６２０が固着される。

第１のファン６１０は、コンデンサ３０側を空冷する空気を送るためのものである。第２のファン６２０は、空気冷却室からの冷却された空気をギャレー側へ送風するためのファンである。ハウジング６３０の開口部は、カバー６４０で覆われる。

カバー６４０の開口部６４２は、冷却された新鮮な冷気をギャレー内部へ送り出す蓋部材１２０の第２の開口部１２４に接続される。

図７は、コンプレッサ装置２０の構造を示す断面図、図８は油分離装置の説明図である。
コンプレッサ装置２０は、円筒形のハウジング２００を有し、ハウジング２００の内部にモータ２１０とロータリコンプレッサ２２０が装備される。

モータ２１０は、ステータ２１１とロータ２１２を有し、ロータ２１２の中心に駆動軸２１４が取付られる。モータの駆動軸２１４は、コンプレッサポンプ２２２を駆動し、ハウジング２００の冷媒入口穴２０１から送り込まれる冷媒を加圧して、ハウジング２００の頂部の出口穴からコンデンサ側へ送り出す。

ロータリコンプレッサ２２０は、回転部分の潤滑のために、ハウジング２００の底部２０４に潤滑油が注入されている。この潤滑油は、圧縮された冷媒に混入され、出口穴からコンデンサ側へ流出しようとする。

そこで、この潤滑油を冷媒から分離して、ハウジングの底部２０４へ戻すための油分離装置２４０が設けられる。

本発明の油分離装置２４０は、２枚の円盤２４１，２４２を重ねた構造を有し、モータの駆動軸２１４の頂部に取付られる。
この２枚の円盤は、駆動軸とともに回転し、円盤の外周とハウジングの内壁の間での間隙Ｇ_１，Ｇ_２で２段のラビリンス構造を形成する。この２段のラビリンス構造を通過する間に、潤滑油は、冷媒から分離され、ハウジング底部へ戻される。

図８は、油分離装置２４０の詳細を示す説明図である。
２枚の円盤２４１，２４２は、その内径部に固着部材２５０を有し、ビス２５２で一体に組立てられる。固着部材２５０は、内径部が先細りのテーパー部２５０ａに形成されている。このテーパー部を利用して油分離装置２４０を駆動軸２１４の頂部に摩擦力を利用して固着する。

駆動軸２１４の中心部には、冷却ガスと潤滑油を通過させるための細穴が設けられている。このため、油分離装置２４０をビスやナット等の部材で駆動軸２１４に固着する構造が採用できないために、上述した固着構造が採用されている。

本発明の油分離装置は以上のように、２枚の円盤を重ねた構造を有し、テーパーが形成された固着部材を用いてモータの頂部に固着したので、軸方向に短い寸法で効果的な油分離を行うことができる。

図８に示す実施例にあっては、上部の円盤２４２の上部に、更に第３の円盤２４４が重ねて配設される。
この第３の円盤２４４は、ビス２４６により、上部円盤２４２に対して間隙を設けて取付けられる。
この円盤２４４は、駆動軸２１４の頂部に対して隙間を有し、潤滑油通路２１５から噴出する冷媒ガスと潤滑油が直接に出口２０３にかうことを防止する。

ギャレーの概要を示す説明図。 本発明のエアチラー装置の説明図。 本発明のエアチラー装置の冷凍サイクルユニットの説明図。 本発明のエアチラー装置の筐体の構造を示す説明図。 本発明のエアチラー装置の筐体の構造を示す説明図。 本発明のエアチラー装置のブロワ装置の説明図。 本発明のエアチラー装置のコンプレッサ装置の説明図。 油分離装置の説明図。

符号の説明

１ エアチラー装置
１０ 筐体
２０ コンプレッサ装置
３０ コンデンサ
４０ 蒸発器
６０ ブロワ装置
２００ ハウジング
２１０ モータ
２２０ ロータリコンプレッサ
２４０ 油分離装置

Claims (1)

1. 航空機に搭載されて、食材等の収容部へ冷却空気を供給するためのエアチラー装置であって、
   冷凍サイクルユニットを構成する冷媒のコンプレッサ装置は、円筒形状のハウジングと、ハウジング内に設けられるモータと、モータにより駆動されるロータリコンプレッサと、モータの駆動軸に取付られてハウジングの内壁との間でラビリンス構造を形成する２枚の円盤を有する油分離装置を備え、
   油分離装置は、モータの駆動軸の頂部に圧入固着されるテーパー部が形成された固着部材を備えるとともに、
   ２枚の円盤の上部に、モータの駆動軸の頂部に近接して配設される第３の円盤を備え、該第３の円盤はモータの駆動軸の中心部に設けられる通路から噴出する冷媒と潤滑油が直接に出口にむかうことを防止する機能を備えるエアチラー装置。

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