JP6029858B2

JP6029858B2 - 航空機搭載用電装品の液冷システム、および液媒加温システム

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Publication number: JP6029858B2
Application number: JP2012119500A
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Inventors: 努安井
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Description

本発明は、航空機に搭載された電装品を冷却液により冷却する液冷システム、および、航空機に搭載された電装品を加温液により加温する液媒加温システムに関する。

航空機搭載用電装品（以下、単に電装品とも称する）を冷却液により冷却する技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されたラック２は、液冷式の電子ユニット５０（電装品）を収納するラックであり、複数の電子ユニット５０に電気を供給する複数の電気コネクタ１２と、複数の電子ユニット５０に冷却液を供給する複数の流体コネクタ１４とを有している。流体コネクタ１４は、２つの開口２２ａ、２２ｂを有し、電子ユニット５０のフランジ５２に設けられた流体コネクタ５６がこれら開口に接続されると、一方の開口２２ａから電子ユニット５０に冷却液が供給され、他方の開口２２ｂから電子ユニット５０を冷却した後の冷却液が回収されるようになっている。このようにして、電子ユニット５０の冷却が常時行われている。

ところで、特許文献１においては、冷却液を電子ユニット５０に供給するための液冷システムについては開示されていないが、例えば以下のような液冷システムが従来から知られている。この液冷システム１００は、図４に示すように、冷却液を電装品２００に供給するポンプ１０１と、一端が電装品２００に接続されポンプ１０１が取り付けられる冷却液供給路１０２と、一端が電装品２００に接続され電装品２００を冷却した後の冷却液が流れる冷却液排出路１０３と、冷却液排出路１０３に配設され電装品２００に一定流量以上の流量が流れないよう流量を制限するオリフィス１０４とを有するものである。

国際公開２００９／１１０４１２号パンフレット

しかしながら、図４に示す液冷システムにおいては、電装品に供給される冷却液の流量が、電装品が最大に発熱した場合に除熱できる流量で常に一定とされ、電装品の発熱量の変動を考慮したものとはされていない。そのため、電装品に供給される冷却液の流量を適正化できず、余分な運転コストがかかる問題がある。特に、電装品が複数設置されている場合、電装品の全てが同時に稼動することは少ないが、全ての電装品に十分な流量を供給せざるを得ないので、余分な運転コストがかかる上、液冷システムが大型化してしまう問題も生じ得る。

一方、電装品に供給される冷却液の流量を適正化するためには、例えば電装品冷却後の冷却水の温度等を制御装置などによって測定し、その測定結果に応じて電装品への供給量を調整する方法がある。しかしながら、かかる方法においては、制御装置などの導入を要するため、液冷システムの設備コスト及び運転コストが上昇してしまい、十分な対策とならないおそれがある。また、図４に示す液冷システムを液媒加温システムに適用した場合も、液冷システムと同様の問題が生じるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。第１の発明の目的は、航空機搭載用電装品に供給される冷却液の流量を簡易な方法で適正化した航空機搭載用電装品の液冷システムを提供することである。第２の発明の目的は、航空機搭載用電装品に供給される加温液の流量を簡易な方法で適正化した航空機搭載用電装品の液媒加温システムを提供することである。

上記課題を解決するため、第１の発明の航空機搭載用電装品の液冷システムは、電装品に冷却液を供給するポンプと、前記電装品に接続され、前記ポンプが取り付けられる冷却液供給路と、前記電装品に接続され、前記電装品を冷却した後の冷却液が流れる冷却液排出路と、前記冷却液排出路に配設され、前記電装品に供給される冷却液の流量を調整する流量調整バルブとを備えている。そして、前記流量調整バルブは、前記流量調整バルブに流入する冷却液の温度が上がるにつれてバルブの開度を大きくして前記電装品に供給される冷却液の流量を増加させ、前記流量調整バルブに流入する冷却液の温度が下がるにつれてバルブの開度を小さくして前記電装品に供給される冷却液の流量を低減させるサーモスタットバルブとされている。
上記課題を解決するため、第２の発明の航空機搭載用電装品の液媒加温システムは、電装品に加温液を供給するポンプと、前記電装品に接続され、前記ポンプが取り付けられる加温液供給路と、前記電装品に接続され、前記電装品を加温した後の加温液が流れる加温液排出路と、前記加温液排出路に配設され、前記電装品に供給される加温液の流量を調整する流量調整バルブとを備えている。そして、前記流量調整バルブは、前記流量調整バルブに流入する加温液の温度が下がるにつれてバルブの開度を大きくして前記電装品に供給される加温液の流量を増加させ、前記流量調整バルブに流入する加温液の温度が上がるにつれてバルブの開度を小さくして前記電装品に供給される加温液の流量を低減させるサーモスタットバルブとされている。

第１の発明によれば、電装品を冷却した後の冷却液が流れる冷却液排出路にサーモスタットバルブを配設することにより、航空機搭載用電装品に供給される冷却液の流量を簡易に適正化した航空機搭載用電装品の液冷システムとできる。第２の発明によれば、電装品を加温した後の加温液が流れる加温液排出路にサーモスタットバルブを配設することにより、航空機搭載用電装品に供給される加温液の流量を簡易に適正化した航空機搭載用電装品の液媒加温システムとできる。

本発明の実施形態に係る航空機搭載用電装品の液冷システムを示す概略図である。図１に示す急速継手及びサーモスタットバルブの断面図である。（ａ）は、図２に示すサーモスタットバルブの拡大図であり、（ｂ）は、III(b)-III(b)断面図である。また、（ｃ）は、サーモスタットバルブの感温変形部材が変形していない場合の、III(b)-III(b)断面に相当する断面図である。従来例に係る航空機搭載用電装品の液冷システムを示す概略図である。

以下、図１〜図３を参照しつつ本発明の航空機搭載用電装品の液冷システムを実施するための形態について説明する。

（航空機搭載用電装品の液冷システム１）
航空機搭載用電装品の液冷システム１（以下、単に液冷システム１とも称する）は、図１に示すように、ポンプ２、冷却液供給路３、冷却液排出路４、サーモスタットバルブ５（流量調整バルブ）、急速継手６、オリフィス７、及びタンク８を有している。この液冷システム１は、航空機に搭載された電装品（例えば、制御ユニットやパワーユニット）を冷却液により冷却するシステムとして用いられるものである。

（ポンプ２）
ポンプ２は、低温（例えば、２０℃）とされた冷却液（以下、低温冷却液とも称する）を電装品５０に供給するポンプである。ポンプ２としては、油圧ポンプが好適に用いられるが、油圧ポンプに限られるものではない。

（冷却液供給路３）
冷却液供給路３は、低温冷却液を電装品５０に供給するための供給路であり、ポンプ２が取り付けられる主流路１１（供給側主流路）と、主流路１１から分岐した複数の分岐路１２（供給側分岐路）とを有している。

主流路１１は、その一端がタンク８に接続されており、分岐路１２は、主流路１１と複数の電装品５０とを各々接続している。そして、ポンプ２の作動によりタンク８に貯留された低温冷却液は、主流路１１を流れた後、各分岐路１２に分流し、各電装品５０に供給される。

分岐路１２は、急速継手６によって、第１経路１２ａと第２経路１２ｂとに分けられる。第１経路１２ａは、一端が主流路１１に接続され、他端が急速継手６に取り付けられている。第２経路１２ｂは、一端が急速継手６に取り付けられ、他端が電装品５０内の熱交換器５１に接続されている。そして、各電装品５０に供給された低温冷却液は、この熱交換器５１により電装品５０の熱源と熱交換し、電装品５０を冷却する。なお、本願でいう急速継手６とは、着脱自在の継手のことであり、急速継手６としては、例えば公知のワンタッチ継手を用いることができる。また、熱交換器５１は、電装品５０を冷却するものであればよく、その形状等は特に限定されるものではない。

（冷却液排出路４）
冷却液排出路４は、電装品５０を冷却した後の冷却液（以下、高温冷却液とも称する）を電装品５０から排出するための排出路であり、一端がタンク８に接続された主流路１３（排出側主流路）と、電装品５０と主流路１３とを各々接続する複数の分岐路１４（排出側分岐路）とを有している。

主流路１３は、各電装品５０から各分岐路１４に排出された高温冷却液が合流する排出路であり、合流した高温冷却液は、図示しない熱交換器により冷却されて低温冷却液となった後、タンク８に貯留され循環利用される。但し、高温冷却液の状態でタンク８に貯留され、その後に図示しない熱交換器により冷却されてもよい。

分岐路１４は、上述の急速継手６によって、第３経路１４ａと第４経路１４ｂとに分けられる。第３経路１４ａは、一端が主流路１３に接続され、他端が急速継手６に取り付けられている。各第３経路１４ａには、オリフィス７が設けられており、このオリフィス７によって、電装品５０に一定流量以上の流量が流れないようになっている。一方、第４経路１４ｂは、一端が急速継手６に取り付けられ、他端が電装品５０内の熱交換器５１に接続されている。なお、第２経路１２ｂと第４経路１４ｂとは、説明の便宜上、熱交換器５１を境界に別の経路（流路）として説明したが、実際は一つの経路である。また、オリフィス７は設けられていなくてもよい。

（サーモスタットバルブ５）
サーモスタットバルブ５（流量調整バルブ）は、電装品５０に供給される低温冷却液の流量を調整するバルブであり、各分岐路１４（排出側分岐路）に配設されている。このサーモスタットバルブ５は、図１においては、図示の都合上、急速継手６と分けて図示しているが、実際には急速継手６の内部に配設されている。

ここで、本実施形態でいう「サーモスタットバルブ」とは、バルブ内部に流入した媒体の温度に応じて機械的に弁の開度を調整するバルブである。そして、本実施形態においてサーモスタットバルブ５は、バルブに流入する高温冷却液の温度が上がるにつれてバルブの開度を大きくして、電装品５０に供給される低温冷却液の流量を増加させ、バルブに流入する高温冷却液の温度が下がるにつれてバルブの開度を小さくして、電装品５０に供給される低温冷却液の流量を低減させるよう構成されている。

以下、このサーモスタットバルブ５の構成について図２及び図３を参照しつつ詳しく説明する。

まず、このサーモスタットバルブ５が配設される急速継手６について簡単に説明する。急速継手６は、図２に示すように、第１経路１２ａ及び第３経路１４ａが接続される第１継手２１と、第２経路１２ｂ及び第４経路１４ｂが接続される第２継手２２とからなる。

この急速継手６は、第１継手２１と第２継手２２とが接続された状態においては、第１継手２１及び第２継手２２各々に設けられた図示しない弁が開き、第１経路１２ａと第２経路１２ｂ、及び第３経路１４ａと第４経路１４ｂとが各々連通して冷却液がタンク８と電装品５０との間で循環する。一方、第１継手２１と第２継手２２との接続が解除された状態においては、この弁が閉じ、冷却液の循環が停止されるようになっている。

次に、サーモスタットバルブ５について説明する。サーモスタットバルブ５は、急速継手６の第２継手２２内部に配設され、より詳しくは、第３経路１４ａと第４経路１４ｂとの連通路２３に配設されている。この連通路２３は、両端が開口しており、一端は第４経路１４ｂと接続されて連通し、他端はボルト２４により閉塞されている。また、この連通路２３の中途には、第１継手２１側と連通する冷却水排出通路２５が形成されている。そして、電装品５０から排出された高温冷却液は、サーモスタットバルブ５の流入口３１ａからサーモスタットバルブ５の内部に入り、排出口３１ｂから排出された後、冷却水排出通路２５を通って第３経路１４ａ側に流れる。

図３に示すように、このサーモスタットバルブ５は、内部にバルブ作動室３２が形成されるバルブハウジング３１と、このバルブ作動室３２に配設される感温変形部材３３と、感温変形部材３３に取り付けられ、排出口３１ｂの開度を調整する弁体３４とを含む。

バルブハウジング３１は、略中空円筒状のハウジング本体４１と、ハウジング本体４１の一端に挿入され、固定ピン４３及びリングロック４４によりハウジング本体４１に固定される略中空円筒状の軸部材４２とを有している。リングロック４４は、軸部材４２の軸方向と直交する方向から見てＣ字状の金属リングである。また、バルブハウジング３１は、ステンレス鋼で形成されている（他の金属材料であってもよいし、金属材料に限られるものでもない）。

このバルブハウジング３１には、高温冷却液をバルブ作動室３２に流入させる流入口３１ａと、バルブ作動室３２内に流入した高温冷却液が排出される排出口３１ｂと、その他開口部３１ｃ、３１ｄとが形成されている。排出口３１ｂは、図３（ｂ）に示すように、小径の２つの孔からなる。また、開口部３１ｃはボルト２４と接し（図２参照）、開口部３１ｄは第２継手２２と接しているため（図２参照）、これら開口部３１ｃ、３１ｄは、高温冷却液の導入及び排出には関与しない。

感温変形部材３３は、熱膨張率が異なる２枚の金属板が積層されたバイメタルであり、螺旋形状（より詳しくは、ヘリックス形）とされている。２枚の金属板のうち内側には、熱膨張率の低い金属が用いられ、外側には、内側の金属に比べて熱膨張率が高い金属が用いられている。その結果、感温変形部材３３は、螺旋の巻き方向に変位する。この感温変形部材３３に用いられる金属材料としては、例えば、鉄、ニッケル、マンガン、クロム、銅、又はこれらの合金が挙げられ、これら材料により熱膨張率が異なる２枚の金属板が形成される。但し、金属材料は、上記に限られるものではない。

この感温変形部材３３は、一端３３ａがピン４５により軸部材４２に固定されて固定端とされ、高温冷却液がバルブ作動室３２内に流入しても変位しないようになっている。一方、他端３３ｂには、弁体３４がピン４６により取り付けられるが、この他端３３ｂは、自由端とされ、高温冷却液がバルブ作動室３２内に流入すると螺旋の巻き方向（略、感温変形部材３３の周方向）に変位するようになっている。

弁体３４は、排出口３１ｂの開度を調整するための弁部分であり、略中空円筒状である。弁体３４は、一端３４ａが感温変形部材３３の他端３３ｂに取り付けられ、他端３４ｂはバルブハウジング３１の開口部３１ｃ付近まで延在している。また、弁体３４の外壁は、バルブハウジング３１の内壁と当接又は近接している。そして、弁体３４の中途に形成された開度調整部４７により排出口３１ｂの開度が調整される。

開度調整部４７は、図３（ｂ）に示すように、弁体３４の軸方向と直交する断面において矩形状とされており（即ち、開度調整部４７は、外部から見ると略直方体形状である）、排出口３１ｂと弁体３４内部に形成された中空部４８とを連通するための連通路４９が形成されている。

そして、図３（ｂ）に示すように、この連通路４９が排出口３１ｂと対向する位置に来る場合に、排出口３１ｂの開度が最も大きい状態とされる。一方、弁体３４が回転して、図３（ｃ）に示すように、弁体３４が排出口３１ｂを塞ぐ場合に、排出口３１ｂの開度が最も狭まるようになっている。但し、弁体３４が排出口３１ｂを完全に塞ぐことはなく、排出口３１ｂと冷却水排出通路２５（図２参照）とは常に連通している。なお、弁体３４は、ステンレス鋼で形成されている（他の金属材料であってもよいし、金属材料に限られるものでもない）。

上記のように構成されたサーモスタットバルブ５は、電装品５０から排出された高温冷却液が流入口３１ａからバルブ作動室３２に流入すると、感温変形部材３３がバイメタルの作用（熱膨張率が高い金属が熱膨張率が低い金属に比べて伸びが大きいことにより大きく変形する作用）により螺旋の巻き方向（略、感温変形部材３３の周方向）に伸び、感温変形部材３３の他端３３ｂが主に周方向に変位する。そして、この他端３３ｂに取り付けられた弁体３４が他端３３ｂの変形に伴って回転する。その結果、排出口３１ｂの開度が変わり、第４経路１４ｂから第３経路１４ａに流れる高温冷却液の流量が増減する。そして結果的に、電装品５０に供給される低温冷却水の流量が増減する。

例えば、高温冷却液が流れていない状態、又は電装品５０がほとんど発熱しておらず低温冷却液と高温冷却液との温度差がほとんどない状態においては、感温変形部材３３の作動長（即ち、感温変形部材３３の長さ（螺旋を直線状に伸ばした際の長さ））は、自然長のままである。この場合、弁体３４は、図３（ｃ）に示すように、排出口３１ｂの開度が最も狭まった状態とされる。その結果、電装品５０に供給される低温冷却水の流量が低量に制限される。

一方、電装品５０の発熱量が大きくなり、バルブ作動室３２に流入する高温冷却液の温度が上がっていくと、感温変形部材３３は、温度が高くなるにつれて大きく変形し（作動長が伸び）、感温変形部材３３の他端３３ｂの周方向への変位量は温度が高くなるにつれて大きくなる。すると、弁体３４が徐々に回転し、排出口３１ｂの開度が徐々に大きくなる。その結果、電装品５０に供給される低温冷却水の流量が徐々に増大する。

そして、電装品５０が最も発熱した状態においては、弁体３４は最大まで回転し、図３（ｂ）に示すように、排出口３１ｂの開度が最も大きい状態となる。その結果、電装品５０に供給される低温冷却水の流量が最大量まで増大する。

一方、電装品５０の発熱量が小さくなり、バルブ作動室３２に流入する高温冷却液の温度が下がっていくと、感温変形部材３３は、温度が低くなるにつれて自然長まで縮んでいき、感温変形部材３３の他端３３ｂの周方向への変位量は温度が低くなるにつれて感温変形部材３３変形前の状態に戻る。すると、弁体３４が徐々に元の方向へ回転し、排出口３１ｂの開度が徐々に小さくなる。その結果、電装品５０に供給される低温冷却水の流量が徐々に低減する。

なお、感温変形部材３３は、周方向への変形が最も大きいが、周方向以外にも、感温変形部材３３の軸方向や当該軸方向と直交する方向にも変形しようとする。しかし、弁体３４がバルブハウジング３１やボルト２４と接触してほとんど変位しないので、感温変形部材３３のこれら方向への変位は弁体３４によって規制される。その結果、感温変形部材３３は、これら方向（軸方向及び当該軸方向と直交する方向）にはほとんど変位しない。

（変形例）
本実施形態においては、感温変形部材３３をバイメタルとしたが、感温変形部材３３はバイメタルに限られるものではなく、高温冷却液の温度が上がるにつれて他端３３ｂの変位量が大きくなり、高温冷却液の温度が下がるにつれて他端３３ｂの変位量が小さくなるものであれば、他のものを使用してもよい。

また、本実施形態においては、サーモスタットバルブ５を小型化しつつ感温変形部材３３の変形量を十分確保できる点、弁体３４の回転により排出口３１ｂの開度を調整できる点（弁体３４の配置スペースが小さくて済む）等から、感温変形部材３３を螺旋形状としたが、感温変形部材３３は螺旋形状に限られるものではない。例えば、感温変形部材３３は、平板形やＵ字形であってもよい。

また、本実施形態においては、第４経路１４ｂと連通する流入口３１ａを高温冷却液の流入口とし、冷却水排出通路２５と連通する排出口３１ｂを高温冷却液の排出口としたが、高温冷却液が流れる方向を逆にして、本実施形態でいう排出口３１ｂを高温冷却液の流入口とし、本実施形態でいう流入口３１ａを高温冷却液の排出口とすることもできる。

また、本実施形態においては、サーモスタットバルブ５を、急速継手６の内部に配設したが、サーモスタットバルブ５は、分岐路１４（排出側分岐路）に設けられていればよい。また、急速継手６はなくてもよい。

さらに、本実施形態においては、サーモスタットバルブ５を、各分岐路１４（排出側分岐路）に配設したが、主流路１３（排出側主流路）に一つ配設されていてもよい。但し、この場合、主流路１３と分岐路１４との接続部のうちの全て接続部よりも下流側にサーモスタットバルブ５を配設することが好ましい。

また、本実施形態においては、電装品５０を複数設けたが、電装品５０は一つであってもよい。また、それに伴い、冷却液供給路３及び冷却液排出路４は、主流路と分岐路とに分岐させずに、各々１本の配管としてもよい。

なお、本実施形態で示した液冷システム１は、例えば、電装品５０を収納する図示しないラックに接続して用いることができる。具体的には、このラックの支柱に、主流路１１、１３の一部、第１経路１２ａ、及び第３経路１４ａを内蔵し、支柱の表面に第１継手２１を取り付けるようにする。そして、サーモスタットバルブ５が収納された第２継手２２を第１継手２１に取り付けた後、電装品５０に予め接続されている第３経路１４ａ及び第４経路１４ｂを第２継手２２に取り付けることにより、冷却液の循環を行うことができる。また、このラックに、図示しない電気コネクタを取り付け、電装品５０に電気を供給できるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、例えば、電装品５０を収納する図示しないラックに接続して用いることができる。具体的には、このラックの支柱に、主流路１１、１３の一部、第１経路１２ａ、及び第３経路１４ａを内蔵し、支柱の表面に第１継手２１を取り付けるようにする。そして、サーモスタットバルブ５が収納された第２継手２２を第１継手２１に取り付けた後、電装品５０に予め接続されている第３経路１４ａ及び第４経路１４ｂを第２継手２２に取り付けることにより、冷却液の循環を行うことができる。また、このラックに、図示しない電気コネクタを取り付け、電装品５０に電気を供給できるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、サーモスタットバルブ５を、バルブに流入する媒体の温度が上がるにつれてバルブの開度を大きくして媒体の流量を増加させ、バルブに流入する媒体の温度が下がるにつれてバルブの開度を小さくして媒体の流量を低減させる構成とした。

しかし、サーモスタットバルブの弁体の初期位置を変えるなどして、本実施形態で使用したサーモスタットバルブとは逆の使い方をすることもできる。即ち、サーモスタットバルブに流入する媒体の温度が下がるにつれてバルブの開度を大きくして媒体の流量を増加させ、バルブに流入する媒体の温度が上がるにつれてバルブの開度を小さくして媒体の流量を低減させる構成としてもよい。

例えば、航空機に搭載された電装品の中には、低温特性の低い電装品が存在する。そして、この電装品が航空機内で冷却される、或いは低温状態に維持されることにより、凍結し、周りの機器等を凍結させる問題がある。

かかる場合、このサーモスタットバルブと、媒体として例えば高温（例えば、５０°）の加湿液とを用いれば、この電装品の温度が低温の場合には電装品に多くの加湿液を流すことができ、一方、この電装品の温度が上昇した後は、電装品への加湿液の流量を低減できる。その結果、電装品の温度を効率よく高温状態に保持でき、電装品の凍結を抑制できる。

（効果）
（効果１）
次に、本発明の効果について説明する。本発明の航空機搭載用電装品の液冷システムは、電装品に冷却液を供給するポンプと、電装品に接続され、前記ポンプが取り付けられる冷却液供給路と、電装品に接続され、前記電装品を冷却した後の冷却液が流れる冷却液排出路と、冷却液排出路に配設され、前記電装品に供給される冷却液の流量を調整する流量調整バルブとを備える。そして、流量調整バルブは、流量調整バルブに流入する冷却液の温度が上がるにつれてバルブの開度を大きくして電装品に供給される冷却液の流量を増加させ、流量調整バルブに流入する冷却液の温度が下がるにつれてバルブの開度を小さくして電装品に供給される冷却液の流量を低減させるサーモスタットバルブとされている。

よって、このサーモスタットバルブの作動により、電装品に供給される冷却液の流量を制御装置などを用いずに簡易に適正化できる。その結果、設備コストや運転コストを抑制しつつ、電装品に供給される流量を適正化した航空機搭載用電装品の液冷システムとできる。

（効果２）
また、本発明のサーモスタットバルブは、内部にバルブ作動室が形成され、冷却液の流入口および排出口を有するバルブハウジングと、一端がバルブハウジングに固定されて固定端とされ他端が自由端とされるようバルブ作動室に配置され、バルブ作動室に流入した冷却液の温度に応じて変形する感温変形部材と、感温変形部材の他端に取り付けられ、他端の変位に伴って変位して流入口又は排出口の開度を調整する弁体とを含んでなる。よって、感温変形部材の変形により弁体を変位させて流入口又は排出口の開度を調整することができる。したがって、サーモスタットバルブを簡易な構成とでき、液冷システムのコストアップを抑制しつつ、電装品に供給される冷却液の流量を適正化できる。

（効果３）
また、感温変形部材は、熱膨張率が異なる２枚の金属板が積層され、かつ螺旋形状とされたバイメタルであり、弁体は、バイメタルの変形に伴って回転することにより、流入口又は前記排出口の開度を調整するものである。感温変形部材がバイメタルとされ、かつ螺旋形状とされているので、限られたスペースであってもバイメタルの作動長を長くでき、サーモスタットバルブを小型化しつつ感温変形部材の変形量を十分確保できる。また、感温変形部材を螺旋形状とすることで、弁体は感温変形部材の変形に伴って回転して流入口又は排出口の開度を調整することとなる。よって、弁体の配置スペースを小さくでき、サーモスタットバルブをより小型化できる。

（効果４）
また、電装品と冷却液供給路、及び電装品と冷却液排出路とは、急速継手により、着脱自在に接続されている。よって、電装品の交換を容易に行うことができる。

（効果５）
また、冷却液供給路は、ポンプが取り付けられる供給側主流路と、供給側主流路と複数の電装品とを各々接続する複数の供給側分岐路とを有しており、冷却液排出路は、排出側主流路と、排出側主流路と複数の電装品とを各々接続する複数の排出側分岐路とを有している。そして、複数の排出側分岐路の各々にサーモスタットバルブが設けられている。よって、各々の電装品に供給される冷却液の流量を適正化できるので、供給側主流路や排出側主流路等の配管、ポンプ、タンクといった各設備を小型化できる。その結果、液冷システム全体を小型化できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。

なお、本実施形態においては、サーモスタットバルブをバルブに流入する媒体の温度が上がるにつれてバルブの開度を大きくして媒体の流量を増加させ、バルブに流入する媒体の温度が下がるにつれてバルブの開度を小さくして媒体の流量を低減させる構成とした。

しかし、サーモスタットバルブの弁体の初期位置を変えて、本実施形態で使用したサーモスタットバルブとは逆の使い方をすることもできる。即ち、サーモスタットバルブに流入する媒体の温度が上がるにつれてバルブの開度を小さくして媒体の流量を低減させ、バルブに流入する媒体の温度が下がるにつれてバルブの開度を大きくして媒体の流量を増加させる構成とするという意味である。

このように本実施形態とは逆の使用方法でサーモスタットバルブを使用する例としては、例えば航空機のスポイラー（リフトダンパー）用の油を余熱する例が挙げられる。スポイラーとは、航空機の着陸の際に起立させるものである。そして、スポイラー用の油は、航空機が着陸する際以外にはほとんど使われておらず冷えていることが多く、その結果、航空機が着陸する際にスポイラーを起立させることができない不具合が生じるおそれがある。

そこで、スポイラーに油を循環させる回路とは別の回路を用意し、その別の回路にサーモスタットバブルを配設して油を余熱しておく。より具体的には、このサーモスタットバルブは、バルブに流入する媒体の温度が下がるにつれてバルブの開度を大きくして媒体の流量を増加させる構成であるので、航空機の離陸時や飛行中等、スポイラー用の油が冷えた状態においては、サーモスタットバルブの開度が大きくなる。その結果、この別の回路において多量の油が循環し油が余熱される。

一方、このサーモスタットバルブは、バルブに流入する媒体の温度が上がるにつれてバルブの開度を小さくして媒体の流量を低減させる構成であるので、油があったまる航空機の着陸の際には、サーモスタットバルブの開度が小さくなる。その結果、この別の回路に流れる油量は低減し、十分余熱した油をスポイラー側に使用することができる。

以上のようにして、このサーモスタットバルブを本実施形態とは逆の使用方法で使用することで、スポイラー起立の不具合を解消する等の別の作用効果を得ることができる。

１航空機用電装品の液冷システム
２ポンプ
３冷却液供給路
４冷却液排出路
５サーモスタットバルブ（流量調整バルブ）
１１主流路（供給側主流路）
１２分岐路（供給側分岐路）
１３主流路（排出側主流路）
１４分岐路（排出側分岐路）
３１バルブハウジング
３１ａ流入口
３１ｂ排出口
３２バルブ作動室
３３感温変形部材（バイメタル）
３３ａ一端
３３ｂ他端
３４弁体
５０電装品

Claims

航空機に搭載された電装品を冷却液により冷却する液冷システムであって、
前記電装品に冷却液を供給するポンプと、
前記電装品に接続され、前記ポンプが取り付けられる冷却液供給路と、
前記電装品に接続され、前記電装品を冷却した後の冷却液が流れる冷却液排出路と、
前記冷却液排出路に配設され、前記電装品に供給される冷却液の流量を調整する流量調整バルブと、
を備え、
前記流量調整バルブは、
前記流量調整バルブに流入する冷却液の温度が上がるにつれてバルブの開度を大きくして前記電装品に供給される冷却液の流量を増加させ、前記流量調整バルブに流入する冷却液の温度が下がるにつれてバルブの開度を小さくして前記電装品に供給される冷却液の流量を低減させるサーモスタットバルブであり、
前記サーモスタットバルブは、
内部にバルブ作動室が形成され、冷却液の流入口および排出口を有するバルブハウジングと、
一端が前記バルブハウジングに固定されて固定端とされ他端が自由端とされるよう前記バルブ作動室に配置され、前記バルブ作動室に流入した冷却液の温度に応じて変形する感温変形部材と、
前記感温変形部材の前記他端に取り付けられ、前記他端の変位に伴って変位して前記流入口又は前記排出口の開度を調整する弁体と、
を含んでなり、
前記感温変形部材は、熱膨張率が異なる２枚の金属板が積層され、かつヘリックス形の螺旋形状とされたバイメタルであり、
前記感温変形部材よりも径方向内側の部分は、冷却液の流路であり、
前記感温変形部材は、軸方向および軸方向に直交する方向への変形が規制されることで、軸方向および軸方向に直交する方向よりも、周方向への変形が大きくなるように構成され、
前記弁体は、前記感温変形部材の周方向への変形に伴って回転することにより、前記流入口又は前記排出口の開度を調整する、
ことを特徴とする航空機搭載用電装品の液冷システム。
前記電装品と前記冷却液供給路、及び前記電装品と前記冷却液排出路とが、着脱自在に接続されている、請求項１に記載の航空機搭載用電装品の液冷システム。
前記冷却液供給路は、前記ポンプが取り付けられる供給側主流路と、前記供給側主流路と複数の前記電装品とを各々接続する複数の供給側分岐路とを有しており、
前記冷却液排出路は、排出側主流路と、前記排出側主流路と複数の前記電装品とを各々接続する複数の排出側分岐路とを有しており、
前記複数の排出側分岐路の各々に前記サーモスタットバルブが設けられている、
請求項１または２に記載の航空機搭載用電装品の液冷システム。
航空機に搭載された電装品を加温液により加温する液媒加温システムであって、
前記電装品に加温液を供給するポンプと、
前記電装品に接続され、前記ポンプが取り付けられる加温液供給路と、
前記電装品に接続され、前記電装品を加温した後の加温液が流れる加温液排出路と、
前記加温液排出路に配設され、前記電装品に供給される加温液の流量を調整する流量調整バルブと、
を備え、
前記流量調整バルブは、
前記流量調整バルブに流入する加温液の温度が下がるにつれてバルブの開度を大きくして前記電装品に供給される加温液の流量を増加させ、前記流量調整バルブに流入する加温液の温度が上がるにつれてバルブの開度を小さくして前記電装品に供給される加温液の流量を低減させるサーモスタットバルブであり、
前記サーモスタットバルブは、
内部にバルブ作動室が形成され、加温液の流入口および排出口を有するバルブハウジングと、
一端が前記バルブハウジングに固定されて固定端とされ他端が自由端とされるよう前記バルブ作動室に配置され、前記バルブ作動室に流入した加温液の温度に応じて変形する感温変形部材と、
前記感温変形部材の前記他端に取り付けられ、前記他端の変位に伴って変位して前記流入口又は前記排出口の開度を調整する弁体と、
を含んでなり、
前記感温変形部材は、熱膨張率が異なる２枚の金属板が積層され、かつヘリックス形の螺旋形状とされたバイメタルであり、
前記感温変形部材よりも径方向内側の部分は、加温液の流路であり、
前記感温変形部材は、軸方向および軸方向に直交する方向への変形が規制されることで、軸方向および軸方向に直交する方向よりも、周方向への変形が大きくなるように構成され、
前記弁体は、前記感温変形部材の周方向への変形に伴って回転することにより、前記流入口又は前記排出口の開度を調整する、
ことを特徴とする航空機搭載用電装品の液媒加温システム。
前記電装品と前記加温液供給路、及び前記電装品と前記加温液排出路とが、着脱自在に接続されている、請求項４に記載の航空機搭載用電装品の液媒加温システム。
前記加温液供給路は、前記ポンプが取り付けられる供給側主流路と、前記供給側主流路と複数の前記電装品とを各々接続する複数の供給側分岐路とを有しており、
前記加温液排出路は、排出側主流路と、前記排出側主流路と複数の前記電装品とを各々接続する複数の排出側分岐路とを有しており、
前記複数の排出側分岐路の各々に前記サーモスタットバルブが設けられている、
請求項４または５に記載の航空機搭載用電装品の液媒加温システム。