JP7134664B2 - ミックスチャンバ、ミックスチャンバを備える空調システム及び空調システムを備える航空機 - Google Patents

Description

本発明は、空気を混合するミックスチャンバ、ミックスチャンバを備える空調システム及び空調システムを備える航空機に関する。

航空機が備える空調システムは、図１９に示すように、エンジン１１Ａ、１１ＢやＡＰＵ（Auxiliary Power Unit：補助動力装置）１２から得られる圧縮空気を、ＥＣＳ（Environmental Control System：環境制御システム）１３Ａ、１３Ｂで冷却、膨張して温調し、ＥＣＳ１３Ａ、１３Ｂからの吹き出し空気（－１０～－２５℃程度）に対して、バイパスライン１４Ａ、１４Ｂによりバイパスした空気を混合して、空調に必要な温度を作り出している。そして、空調システムが備えるミックスチャンバ２０を介して、キャビン１５等に適温の空気を供給して、機内の温度制御を行うようにしている。

特開平１０－６８５４７号公報

図１９に示すような空調システムにおいては、使用環境によっては、特に、酷暑環境下等で大きな冷房能力が必要なときには、ＥＣＳ１３Ａ、１３Ｂからの吹き出し空気の温度が－１５～－２５℃程度まで下がる可能性がある。その際、空調ダクト内では、例えば、ＥＣＳライン１６Ａ、１６Ｂとバイパスライン１４Ａ、１４Ｂとの混合部、ＥＣＳライン１６Ａ、１６Ｂと再循環ライン１７Ａ、１７Ｂとの混合部等では、氷（直径１０～１５ｍｍ程度）が発生することがある。

そして、空調ダクト内に氷が発生すると、以下のような問題が起こる可能性がある。
（１）空調吹き出し口からキャビン１５内へ氷や水が飛散する可能性がある。
（２）空調ダクト内のセンサ（温度センサ等）が破損する可能性がある。
（３）空調ダクト内やミックスチャンバ２０内で氷の塊が動くことで、異音を発生する可能性がある。

このように、空調ダクト内で氷が発生することにより、上記のような問題が起こる可能性があるため、空調ダクト内で発生した氷を除去することが望ましい。既存の氷除去装置、例えば、図２０に示すような氷除去用のメッシュ板１８は、空調ダクト（例えば、ＥＣＳライン１６Ａ等）の内部に設置するタイプである。このように設置したメッシュ板１８は、空気の流れを妨げるため、圧力損失が大きく、また、氷が大量に付着すると、閉塞するおそれがあり、必要な空調流量が確保できなくなってしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、氷を除去すると共に、圧力損失や氷の付着による閉塞を防止することができるミックスチャンバ、当該ミックスチャンバを備える空調システム及び当該空調システムを備える航空機を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るミックスチャンバは、
空気が各々流入される複数の流入ポートを有する下部チャンバと、内部で混合された前記空気が流出される少なくとも１つの流出ポートを有する上部チャンバとからなるミックスチャンバにおいて、
各々の前記流入ポートに対して、前記流入ポートから流入する前記空気の当たる面が下方を向くように傾けた第１の網状板を設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１の発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記第１の網状板の上側を前記流入ポートの出口に取り付けると共に、前記第１の網状板の下側と前記下部チャンバの内壁との間に開口部を設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るミックスチャンバは、
上記第２の発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記流入ポートを前記下部チャンバの内壁から内部側へ突き出し、前記出口を前記第１の網状板と同じ角度に傾けて形成し、当該出口に前記第１の網状板を取り付けると共に、前記流入ポートの下部に前記開口部を設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１の発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記第１の網状板を前記流入ポートの出口から離して配置した
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係るミックスチャンバは、
上記第４の発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記第１の網状板の内端の上端と外端の上端が、各々、前記下部チャンバの中心と内壁である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係るミックスチャンバは、
上記第４又は第５の発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記下部チャンバと前記上部チャンバとの間に挟み込む環状の枠部材と、前記枠部材の内側を横断する横断部材とを有し、前記横断部材に前記第１の網状板を取り付けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係るミックスチャンバは、
上記第４～第６のいずれか１つの発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記流入ポートの出口部分の内側に、水平に配置された水平板を設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第８の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１～第７のいずれか１つの発明に記載のミックスチャンバにおいて、
両端が前記下部チャンバの内壁の前記流入ポートがない部分に接し、下端が前記下部チャンバの底部に接して、前記下部チャンバの内部を仕切る第２の網状板を設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第９の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１～第８のいずれか１つの発明に記載のミックスチャンバにおいて、
当該ミックスチャンバの内壁に環状板を設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１０の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１～第９のいずれか１つの発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記下部チャンバの内壁を下方に向くように傾けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１１の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１～第１０のいずれか１つの発明に記載のミックスチャンバにおいて、
当該ミックスチャンバの内壁に、当該ミックスチャンバの内部を上下に仕切る第３の網状板を設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１２の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１～第１１のいずれか１つの発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記下部チャンバの底部に、前記流入ポートの下部より低い立設板を少なくとも１つ設けた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１３の発明に係るミックスチャンバは、
上記第１２の発明に記載のミックスチャンバにおいて、
前記立設板を、前記下部チャンバの底部の外周部分を少なくとも含むように配置するか、又は、前記下部チャンバの内壁同士を横断するように配置する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１４の発明に係る空調システムは、
上記第１～第１３のいずれか１つの発明に記載のミックスチャンバを備え、当該ミックスチャンバの前記流入ポートへ複数の供給源からの空気が各々流入される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１５の発明に係る航空機は、
上記第１４の発明に記載の空調システムを備える
ことを特徴とする。

本発明によれば、氷を除去すると共に、圧力損失や氷の付着による閉塞を防止することができるミックスチャンバを提供することができ、また、当該ミックスチャンバを備える空調システム及び当該空調システムを備える航空機を提供することができる。

ミックスチャンバを説明する斜視図である。 本発明に係るミックスチャンバの実施形態の一例を説明する図であって、下部チャンバの内部を説明する上面図である。 図２に示した下部チャンバの流入ポートのＡ－Ａ線矢視図である。 図３に示した下部チャンバの流入ポートのＢ－Ｂ線矢視断面図である。 図３及び図４に示した下部チャンバの流入ポート及びメッシュ板に対する氷の動きを説明する説明図である。 本発明に係るミックスチャンバの実施形態の他の一例を説明する図であって、ミックスチャンバで使用するメッシュ部を説明する斜視図である。 図６に示したメッシュ部を下部チャンバに設置した状態を示す上面図である。 図６に示したメッシュ部を説明する側面図である。 図６に示したメッシュ部の変形例を示す上面図である。 ミックスチャンバでの問題点を説明する概略図である。 図１０に示した問題点を解決するための第１の構成例を示す概略図である。 図１０に示した問題点を解決するための第２の構成例を示す概略図である。 図１０に示した問題点を解決するための第３の構成例を示す概略図である。 図１３に示した第３の構成例を説明する上面図である。 図１０に示した問題点を解決するための第４の構成例を示す概略図である。 ミックスチャンバでの問題点を説明する概略図である。 図１６に示した問題点を解決するための第５の構成例を示す概略図である。 図１６に示した問題点を解決するための第６の構成例を示す概略図である。 航空機の空調システムを説明する概略図である。 メッシュ板を設置した空調ダクトを示す概略図である。

本発明に係るミックスチャンバ、当該ミックスチャンバを備える空調システム及び当該空調システムを備える航空機の実施形態について、図面を参照して説明を行う。

［実施例１］
図１～図５を参照して、本実施例のミックスチャンバを説明する。ここで、図１は、ミックスチャンバを説明する斜視図である。また、図２は、本実施例のミックスチャンバを説明する図であって、下部チャンバの内部を説明する上面図である。また、図３は、図２に示した下部チャンバの流入ポートのＡ－Ａ線矢視図である。また、図４は、図３に示した下部チャンバの流入ポートのＢ－Ｂ線矢視断面図である。また、図５は、図３及び図４に示した下部チャンバの流入ポート及びメッシュ板に対する氷の動きを説明する説明図である。なお、図３～図５においては、１つの流入ポートを図示しているが、他の流入ポートも同じ構成である。

ミックスチャンバ２０は、図１９で説明したように、航空機の空調システムが備えるものであり、ミックスチャンバ２０自体は、基本的には、既存の構成である。具体的には、図１に示すように、円筒状の上部チャンバ２１と円筒状の下部チャンバ２２とを有する上下分割構造である。上部チャンバ２１と下部チャンバ２２は、上部チャンバ２１のフランジ２１ｃと下部チャンバ２２のフランジ２２ｃ（図２参照）がネジ等で固定されて、一体のミックスチャンバ２０となっている。また、上部チャンバ２１には少なくとも１つの（ここでは４つ）の流出ポート２３～２６が設けられており、下部チャンバ２２には複数（ここでは２つ）の流入ポート２７、２８が設けられている。

流入ポート２７、２８へは、複数の供給源、例えば、図１９で示したＥＣＳ１３Ａ、１３Ｂ等からの空気が各々流入される。そして、流入ポート２７と流入ポート２８は、各々から流入する空気が互いに反対方向から流入するように配置されると共に、ミックスチャンバ２０の中心から見て互いに半径方向外側にオフセットして配置されている。このような配置にすることにより、流入ポート２７と流入ポート２８から流入する空気が、ミックスチャンバ２０の内部を旋回する旋回流となり、ミックスチャンバ２０の内部でより効率良く混合されて、流出ポート２３～２６から流出されることになる。

そして、本実施例では、図２～図５に示すように、流入ポート２７に対して、流入ポート２７から流入する空気の当たる面が下方を向くように所定の角度で傾けたメッシュ板３１（第１の網状板）を設け、また、流入ポート２８に対しても、流入ポート２８から流入する空気の当たる面が下方を向くように所定の角度で傾けたメッシュ板３２（第１の網状板）を設けている。上記の所定の角度（図５中に示すθ参照）としては、流入ポート２７、２８から流入する空気の流れ方向に対して９０°未満の角度とすればよく、９０°未満であれば適宜に変更可能である。

本実施例において、流入ポート２７は、下部チャンバ２２の内壁２２ａから内部側へ突き出して設けられ、流入ポート２７の出口フランジ２７ａ（出口）が上記の所定の角度に傾けられて形成されている。そして、メッシュ板３１が出口フランジ２７ａにネジ等で取り付けられて、メッシュ板３１が上記の所定の角度となっている。

また、メッシュ板３１の下側と下部チャンバ２２の内壁２２ａとの間の流入ポート２７の下部には、開口部２７ｂ、２７ｃが設けられている。開口部２７ｂ、２７ｃは、合わせて１つの開口部としてもよいが、メッシュ板３１が出口フランジ２７ａに取り付けられているので、この出口フランジ２７ａの剛性を確保するために支持部２７ｄを設けており、そのため、開口部が２つの開口部２７ｂ、２７ｃとなっている。

流入ポート２７と同様に、流入ポート２８も、下部チャンバ２２の内壁２２ａから内部側へ突き出して設けられ、流入ポート２８の出口フランジ２８ａ（出口）が上記の所定の角度に傾けられて形成されている。そして、メッシュ板３２が出口フランジ２８ａにネジ等で取り付けられて、メッシュ板３２が上記の所定の角度となっている。

また、メッシュ板３２の下側と下部チャンバ２２の内壁２２ａとの間の流入ポート２８の下部にも、流入ポート２７と同様に、開口部２８ｂ、２８ｃ、支持部２８ｄが設けられている。開口部２８ｂ、２８ｃも、合わせて１つの開口部としてもよい。

なお、ここでは、流入ポート２７、２８が下部チャンバ２２の内壁２２ａから内部側へ突き出して設けられているが、流入ポート２７、２８が突き出されずに、流入ポート２７、２８に連通する出口が内壁２２ａに設けられている場合には、メッシュ板３１、３２の上側をその出口に取り付けると共に、メッシュ板３１、３２の下側と内壁２２ａとの間に、例えば、空間を開けて、上記開口部に相当する構成を設ければよい。

このように、本実施例においては、既存のミックスチャンバ２０に対して、その内部に上述した構成のメッシュ板３１、３２や開口部２７ｂ、２７ｃ、２８ｂ、２８ｃを追加するようにしている。

上述した構成により、図５に示すように、流入ポート２８から流入した空気と共に流入する氷７１は、メッシュ板３２に当たり、開口部２８ｂ、２８ｃを通って、下部チャンバ２２の底部２２ｂに落とされることになる。そのため、氷７１はメッシュ板３２には堆積し難くなる。そして、底部２２ｂは、ミックスチャンバ２０の内部で生成される旋回流の影響を受けにくい場所であるので、この底部２２ｂに落とされた氷７１が、例えば、ミックスチャンバ２０内の気流により巻き上げられるなどによって上部チャンバ２１の流出ポート２３～２６へ流出することを生じ難くできる。これは、流入ポート２７についても同様である。このようにして、下流側の流出ポート２３～２６への氷７１の流出を防止しており、実質的に、このミックスチャンバ２０が氷７１を除去する機能を有することになる。また、ミックスチャンバ２０で氷７１を除去できるので、下流側の空調ダクトにあるセンサ（温度センサ等）の破損を防止することもできる。

開口部２７ｂ、２７ｃ、２８ｂ、２８ｃは、下部チャンバ２２の底部２２ｂに落とされる氷７１の経路として設けられているが、圧力損失や閉塞を防止する役目も果たしている。具体的には、流入ポート２７、２８に開口部２７ｂ、２７ｃ、２８ｂ、２８ｃを設けているので、メッシュ板３１、３２を流入ポート２７、２８の出口フランジ２７ａ、２８ａに設置しても、これらの設置による圧力損失は小さい。また、もし、メッシュ板３１、３２に氷７１が付着して、メッシュ板３１、３２自体が氷７１で塞がっても、開口部２７ｂ、２７ｃ、２８ｂ、２８ｃがあるので、流入ポート２７、２８自体が閉塞することにはならない。

図示は省略しているが、下部チャンバ２２の底部２２ｂにはドレンが設けられており、メッシュ板３１、３２に付着した氷７１や底部２２ｂに落とされた氷７１は、そのうちに溶けて、このドレンから排出されることになる。

以上説明したように、上述した構成のメッシュ板３１、３２、開口部２７ｂ、２７ｃ、２８ｂ、２８ｃを既存のミックスチャンバ２０に設けることにより、ミックスチャンバ２０に氷除去機能を持たせることができ、航空機の空調システム内の氷を抑制することができる。また、従来よりも圧力損失が小さく、氷の付着による閉塞も防止することができる。また、氷除去装置がない機体の既存のミックスチャンバ２０にも氷除去機能を持たせることができるので、実質的に、氷除去装置の後付けが可能となる。

［実施例２］
図６～図９を参照して、本実施例のミックスチャンバを説明する。ここで、図６は、本実施例のミックスチャンバで使用するメッシュ部を説明する斜視図である。また、図７は、図６に示したメッシュ部を下部チャンバに設置した状態を示す上面図である。また、図８は、図６に示したメッシュ部を説明する側面図である。また、図９は、図６に示したメッシュ部の変形例を示す上面図である。

本実施例では、図１で説明した既存のミックスチャンバ２０に対して、後述するメッシュ部４０Ａ、４０Ｂを追加して設けるようにしている。ここでのミックスチャンバ２０も、図１９で説明したように、航空機の空調システムが備えるものであり、ミックスチャンバ２０自体は、基本的には、既存の構成である。そのため、実施例１で既に説明した構成には同じ符号を付し、ここでは、重複する説明は省略する。

本実施例において、メッシュ部４０Ａは、枠部材４１と横断部材４２、４３とメッシュ板４４、４５（第１の網状板）とメッシュ板４６（第２の網状板）とを有している。

枠部材４１は、上部チャンバ２１のフランジ２１ｃや下部チャンバ２２のフランジ２２ｃと同じ大きさの略円環状に形成されており、フランジ２１ｃとフランジ２２ｃとの間をネジ等で固定する際、この枠部材４１を挟み込んで固定して、ミックスチャンバ２０の内部にメッシュ部４０Ａを配置するようにしている。

枠部材４１には、その内側を直径方向に横断するように、横断部材４２、４３が設けられており、横断部材４２と横断部材４３は互いに直交する位置に配置されている。そして、横断部材４２の下部にメッシュ板４４、４５が取り付けられており、横断部材４３の下部にメッシュ板４６が取り付けられている。

そして、本実施例でも、図７、図８に示すように、メッシュ板４４は、流入ポート２７から流入する空気の当たる面が下方を向くように所定の角度で傾けて配置されており、また、メッシュ板４５も、流入ポート２８から流入する空気の当たる面が下方を向くように所定の角度で傾けて配置されている。図８に示すように、上記の所定の角度θとしては、例えば、流入ポート２７から流入する空気の流れ方向Ｆ１に対して９０°未満の角度とすればよく、９０°未満であれば適宜に変更可能である。

そして、メッシュ板４４、４５は、実施例１で示したメッシュ板３１、３２とは異なり、流入ポート２７、２８の出口から離して配置されており、流入ポート２７、２８の出口とメッシュ板４４、４５との間の開口部分４７、４８が、圧力損失や閉塞を防止する役目を果たしており、実施例１で示した開口部２７ｂ、２７ｃ、２８ｂ、２８ｃと略同様の機能を有している。

メッシュ板４６は、両端が下部チャンバ２２の中心を挟んで反対側の内壁２２ａであって、流入ポート２７、２８がない部分に接しており、下部チャンバ２２の直径に渡って設けられている。また、下端が下部チャンバ２２の底部２２ｂと接しており、横断部材４３から底部２２ｂまでの深さに渡って設けられている。ここでは、メッシュ板４６は、底部２２ｂに対して垂直であるが、メッシュ板４４、４５と同じように、旋回する空気が当たる面が下方を向くように傾けてもよい。

そして、メッシュ板４４、４５は、内端の上端が下部チャンバ２２の中心であり、その内端はその全長に渡ってメッシュ板４６と接しており、外端の上端が下部チャンバ２２の内壁２２ａであり、外端はその全長に渡って下部チャンバ２２の内壁２２ａに接しており、上端が下部チャンバ２２の半径に渡って設けられている。また、下端が下部チャンバ２２の底部２２ｂと接しており、横断部材４２から底部２２ｂまでの深さに渡って設けられている。

つまり、メッシュ板４４～４６は、下部チャンバ２２の内部を仕切る役目を果たしており、下部チャンバ２２の内部を複数（ここでは、４つ）の領域に仕切ることにより、各領域に存在する氷の動きが当該領域の範囲に拘束されることになり、氷の動きに伴う騒音の発生を抑制すると共に、氷の動きに伴う氷の成長も抑制することができる。

なお、メッシュ板４６によって仕切られている場合には、必ずしも、メッシュ板４４、４５でも仕切る必要はなく、その場合、メッシュ板４４、４５の大きさは、流入ポート２７、２８の径等に応じて、適宜に変更可能である。

このように、本実施例においても、既存のミックスチャンバ２０に対して、その内部に上述した構成のメッシュ板４４～４６を有するメッシュ部４０Ａを追加するようにしている。

上述した構成により、図８に示すように、流入ポート２７から流入した流れ方向Ｆ１の空気と共に流入する氷は、メッシュ板４４に当たり、その方向を方向Ｆ２へ変えて、下部チャンバ２２の底部２２ｂに落とされることになる。そのため、氷はメッシュ板４４には堆積し難くなる。そして、底部２２ｂは、ミックスチャンバ２０の内部で生成される旋回流の影響を受けにくい場所であるので、この底部２２ｂに落とされた氷は、上部チャンバ２１の流出ポート２３～２６へは流出し難くなる。これは、流入ポート２８についても同様である。このようにして、下流側の流出ポート２３～２６への氷の流出を防止しており、実質的に、このミックスチャンバ２０が氷を除去する機能を有することになる。また、ミックスチャンバ２０で氷を除去できるので、下流側の空調ダクトにあるセンサ（温度センサ等）の破損を防止することもできる。

また、メッシュ板４４～４６は、流入ポート２７、２８自体にではなく、これらより大きな空間である下部チャンバ２２に設けられており、また、メッシュ部４０Ａの上部に開口部分４７、４８があり、上方への空気の逃げ道があるので、メッシュ部４０Ａの設置による圧力損失は小さく、また、メッシュ板４４、４５に氷が付着して、メッシュ板４４、４５自体が氷で塞がっても、流入ポート２７、２８自体が閉塞することにはならない。

そして、実施例１で説明したように、下部チャンバ２２の底部２２ｂにはドレンが設けられており、メッシュ板４４、４５に付着した氷や底部２２ｂに落とされた氷は、そのうちに溶けて、このドレンから排出されることになる。

以上説明したように、上述した構成のメッシュ板４４～４６を有するメッシュ部４０Ａを既存のミックスチャンバ２０に設けることにより、ミックスチャンバ２０に氷除去機能を持たせることができ、航空機の空調システム内の氷を抑制することができる。また、従来よりも圧力損失が小さく、氷の付着による閉塞も防止することができる。また、氷除去装置がない機体の既存のミックスチャンバ２０にも氷除去機能を持たせることができるので、実質的に、氷除去装置の後付けが可能となる。メッシュ部４０Ａは、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２の間に挟み込むだけでよいので、極めて容易に後付け可能である。

なお、図６～図８で示したメッシュ部４０Ａに代えて、図９に示すメッシュ部４０Ｂも使用可能である。このメッシュ部４０Ｂは、メッシュ部４０Ａからメッシュ板４６のみを除いた構成であり、他の構成は同じである。そのため、同じ構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

メッシュ部４０Ａに代えて、メッシュ部４０Ｂを使用する場合には、メッシュ板４４、４５により、下部チャンバ２２の内部を２つの領域に仕切ることになり、メッシュ部４０Ａの場合より、仕切る領域が広くなるので、騒音の発生の抑制や氷の成長の抑制は劣るが、それら以外は、メッシュ部４０Ａの場合と同様の効果を得ることができる。

［実施例３］
図１０は、ミックスチャンバでの問題点を説明する概略図である。図１１～図１４は、図１０に示した問題点を解決するための構成例を示す図であり、図１１は、第１の構成例を示す概略図、図１２は、第２の構成例を示す概略図、図１３は、第３の構成例を示す概略図、図１４は、図１３に示した第３の構成例を説明する上面図、図１５は、第４の構成例を示す概略図である。なお、図１０～図１３では、図を簡単にするため、図１に示した構成から説明に必要な構成のみを図示している。

ミックスチャンバ２０においては、図１０で説明する問題が起こる可能性がある。具体的には、図１０に示すように、空気に混入した氷７１が流入ポート２８から流入すると、下部チャンバ２２から上部チャンバ２１の方への上下流れにより、例えば、ミックスチャンバ２０の内壁に沿う上下流れにより、氷７１が巻き上がって、流出ポート２５等から流出する可能性がある。そこで、本実施例では、上述した実施例１、実施例２に示したミックスチャンバ２０に以下に説明する構成を更に追加することにより、氷７１の巻き上がりを防止するようにしている。

例えば、図１１に示す第１の構成例は、円環状の環状板５１をミックスチャンバ２０の内壁に設けた構成である。環状板５１を設ける高さ位置は、流出ポート２３～２６と流入ポート２７、２８との間であれば任意の位置でよいが、例えば、上述した上部チャンバ２１のフランジ２１ｃと下部チャンバ２２のフランジ２２ｃとの間に環状板５１を挟み込むことで、環状板５１を設けることもできる。

この第１の構成例では、ミックスチャンバ２０の内壁に沿う上下流れによって巻き上がった氷７１の動きが環状板５１で邪魔されるので、環状板５１により、氷７１の巻き上がりを防止することができる。この環状板５１は、設置による圧力損失は小さく、また、環状板５１の開口部分が氷７１で閉塞することはない。

また、図１２に示す第２の構成例は、下部チャンバ２２に代えて、内壁５２ａが傾いた下部チャンバ５２を用いた構成である。この内壁５２ａは、下方（底部５２ｂの方）を向くように傾けており、この傾きは適宜に設定可能である。

この第２の構成例では、ミックスチャンバ２０の内壁に沿う上下流れによって巻き上がった氷７１が傾いた内壁５２ａに当たり、内壁５２ａの傾きにより、下方（底部５２ｂの方）へ落ちてくるので、傾いた内壁５２ａにより、氷７１の巻き上がりを防止することができる。この下部チャンバ５２は、設置による圧力損失はなく、また、氷７１による閉塞もない。

また、図１３に示す第３の構成例は、図１４に示すようなメッシュ板６０（第３の網状板）をミックスチャンバ２０の内壁に設けた構成であり、この構成によりミックスチャンバ２０の内部を上下に仕切っている。このメッシュ板６０は、略円環状の枠部材６１と、枠部材６１の内側を直径方向に横断する横断部材６２、６３と、メッシュ６４とを有しており、横断部材６２と横断部材６３は互いに直交する位置に配置されている。

メッシュ板６０を設ける高さ位置は、流出ポート２３～２６と流入ポート２７、２８との間であれば任意の位置でよいが、例えば、上述した上部チャンバ２１のフランジ２１ｃと下部チャンバ２２のフランジ２２ｃとの間にメッシュ板６０を挟み込むことで、メッシュ板６０を設けることもできる。また、実施例２に示したメッシュ部４０Ａ、４０Ｂにおいては、枠部材４１の内側の部分に図１４に示すメッシュ６４を設ければ良い。

なお、メッシュ板６０は、ミックスチャンバ２０の内部に水平に配置されるが、上下に仕切ることができれば、傾けてもよい。更には、中央部分が凹又は凸となる半球状又は円錐状の形状でもよい。

この第３の構成例では、巻き上がった氷７１の動きがメッシュ板６０で邪魔されるので、メッシュ板６０により、氷７１の巻き上がりを防止することができる。このメッシュ板６０は、設置による圧力損失は小さく、また、メッシュ板６０が氷７１で閉塞する可能性も小さい。

また、図１５に示す第４の構成例は、図示省略している流入ポート２７や流入ポート２８の出口部分の内側に水平に配置された水平板５３を設けた構成である。この水平板５３は、その奥行き方向が流入ポート２８の空気の流れ方向に平行な水平方向であり、その幅方向が水平方向であり、流入ポート２８の直径に渡って設けられている。なお、ここでは、水平板５３は、流入ポート２８の直径に渡って設けられているが、直径未満の幅でもよく、その場合、旋回流により氷７１が流れてくる方向（図１５では左側）に寄って、直径未満の幅の水平板５３を設ければよい。

ここで、水平板５３を設ける理由を説明する。ミックスチャンバ２０では、空気が旋回して混合されるが、その際、その旋回流により氷７１が流入ポート２８の出口部分の内側に乗り上げ、そこから、更に、上部チャンバ２１の方へ巻き上げられる可能性がある。そのような場合の氷の巻き上がりを防止するために水平板５３を設けている。

この第４の構成例では、流入ポート２８の出口部分の内側に乗り上げた氷７１が、水平板５３に邪魔されて、上部チャンバ２１の方へ巻き上がらなくなるので、この水平板５３により、氷７１の巻き上がりを防止することができる。この水平板５３は、設置による圧力損失は小さく、また、水平板５３が氷７１で閉塞する可能性も小さい。

以上説明したように、本実施例は、実施例１又は実施例２に示したミックスチャンバ２０と組み合わせるものであり、実施例１又は実施例２で説明した効果に加えて、上述したように、氷７１の巻き上がりを防止して、下流側の流出ポート２３～２６への氷７１の流出を防止することができる。また、少数の部品の追加により、上述した効果を得ることができる。更には、第１～第４の構成例同士の組み合わせも可能であり、機体の特性に合わせたカスタマイズが可能となる。

［実施例４］
図１６は、ミックスチャンバでの問題点を説明する概略図である。図１７、図１８は、図１６に示した問題点を解決するための構成例を示す図であり、図１７は、第５の構成例を示す概略図、図１８は、第６の構成例を示す概略図である。なお、図１６～図１８でも、図を簡単にするため、図１に示した構成から説明に必要な構成のみを図示している。

ミックスチャンバ２０においては、図１６で説明する問題も起こる可能性がある。具体的には、図１６に示すように、流入ポート２８から流入した氷７１が下部チャンバ２２の底部２２ｂを移動しながら成長する可能性がある。例えば、ミックスチャンバ２０の内部には、空気の旋回流があるので、氷７１が底部２２ｂを旋回しながら移動すると共に、遠心力により底部２２ｂの外周部分を移動すると考えられる。このような移動により氷７１が成長し、成長した氷７１の移動により、より大きな騒音を発生する可能性がある。そこで、本実施例では、上述した実施例１、実施例２に示したミックスチャンバ２０に以下に説明する構成を更に追加することにより、氷７１の成長を抑制すると共に、騒音の発生を防止するようにしている。

例えば、図１７に示す第５の構成例は、図示省略している流入ポート２７や流入ポート２８の下部より低い立設板５４を下部チャンバ２２の底部２２ｂに設けた構成である。具体的には、下部チャンバ２２の底部２２ｂの外周部分にリブのような立設板５４を少なくとも１つ（ここでは、２つ）設けている。複数の立設板５４を設ける場合には、例えば、底部２２ｂの外周部分の周方向において、一定の角度間隔で配置すればよい。

この第５の構成例では、上記の立設板５４により、氷７１の移動を阻止して、氷７１の成長を抑制すると共に、騒音の発生を防止することができる。立設板５４は、流入ポート２８より下の領域にあるので、設置による圧力損失はなく、また、流入ポート２８を氷７１で閉塞させることはない。

また、図１８に示す第６の構成例も、図示省略している流入ポート２７や流入ポート２８の下部より低い立設板５５を下部チャンバ２２の底部２２ｂに設けた構成であるが、上記の立設板５４より広い範囲に設けている。具体的には、立設板５５は底部２２ｂの直径に渡って設けられており、少なくとも１つの立設板５５を設ければよい。この立設板５５は、必ずしも、直径に渡って設ける必要はなく、少なくとも、底部２２ｂの外周部分を含む長さであれば、直径未満の長さでもよい。また、複数の立設板５５を設ける場合には、それらの配置方向は、互いに平行に配置してもよいし、互いに交差するように配置してもよい。

この第６の構成例でも、上記の立設板５５により、氷７１の移動を阻止して、氷７１の成長を抑制すると共に、騒音の発生を防止することができる。立設板５５も、流入ポート２８より下の領域にあるので、設置による圧力損失はなく、また、流入ポート２８を氷７１で閉塞させることはない。

以上説明したように、本実施例も、実施例１又は実施例２に示したミックスチャンバ２０と組み合わせるものであり、実施例１又は実施例２で説明した効果に加えて、上述したように、氷７１の移動を阻止して、氷７１の成長を抑制すると共に、騒音の発生を防止することができる。また、少数の部品の追加により、上述した効果を得ることができる。更には、実施例３に示した第１～第４の構成例との組み合わせや第５～第６の構成例同士の組み合わせも可能であり、機体の特性に合わせたカスタマイズが可能となる。

なお、実施例２で示したメッシュ板４６も、本実施例で示す立設板５４、５５と同等の役目を果たし、実施例１で示したミックスチャンバ２０と組み合わせてもよく、実施例２と同様に、下部チャンバ２２の内部にメッシュ板４６を配置することになる。この場合、下部チャンバ２２の内部を複数の領域に仕切ることにより、各領域に存在する氷の動きが当該領域の範囲に拘束されることになり、氷の成長を抑制すると共に、騒音の発生を防止することができる。

本発明は、航空機の空調システムに好適なものである。

２０ ミックスチャンバ
２１ 上部チャンバ
２２ 下部チャンバ
２２ａ 内壁
２２ｂ 底部
２３～２６ 流出ポート
２７、２８ 流入ポート
２７ａ、２８ａ 出口フランジ
２７ｂ、２７ｃ、２８ｂ、２８ｃ 開口部
３１、３２ メッシュ板
４０Ａ、４０Ｂ メッシュ部
４１ 枠部材
４２、４３ 横断部材
４４～４６ メッシュ板
５１ 環状板
５２ 下部チャンバ
５２ａ 内壁
５２ｂ 底部
５３ 水平板
５４、５５ 立設板
６０ メッシュ板
６１ 枠部材
６２、６３ 横断部材
６４ メッシュ

Claims (18)

1. 空気が各々流入される複数の流入ポートを有する下部チャンバと、内部で混合された前記空気が流出される少なくとも１つの流出ポートを有する上部チャンバとからなるミックスチャンバにおいて、
   各々の前記流入ポートに対して、前記流入ポートから流入する前記空気の当たる面が下方を向くように傾けた第１の網状板を設け、
   前記第１の網状板は、前記流入ポートの下流端部に形成されて前記下部チャンバの内部に空気を導入する出口と板面が対向するように設けられていることを特徴とするミックスチャンバ。
2. 請求項１に記載のミックスチャンバにおいて、
   前記第１の網状板の上側を前記流入ポートの出口に取り付けると共に、前記第１の網状板の下側と前記下部チャンバの内壁との間に開口部を設けたことを特徴とするミックスチャンバ。
3. 請求項２に記載のミックスチャンバにおいて、
   前記流入ポートを前記下部チャンバの内壁から内部側へ突き出し、前記出口を前記第１の網状板と同じ角度に傾けて形成し、当該出口に前記第１の網状板を取り付けると共に、前記流入ポートの下部に前記開口部を設けたことを特徴とするミックスチャンバ。
4. 請求項１に記載のミックスチャンバにおいて、
   前記第１の網状板を前記流入ポートの出口から離して配置したことを特徴とするミックスチャンバ。
5. 請求項４に記載のミックスチャンバにおいて、
   前記下部チャンバは、中心軸線に沿って延びる円筒状であって、
   前記第１の網状板は、板状であって、前記下部チャンバの前記中心軸線と前記下部チャンバの内壁との間に設けられ、
   前記第１の網状板の内端は、前記下部チャンバの前記中心軸線側に設けられ、
   前記第１の網状板の外端は、前記下部チャンバの前記内壁側に設けられていることを特徴とするミックスチャンバ。
6. 請求項４又は請求項５に記載のミックスチャンバにおいて、
   前記下部チャンバと前記上部チャンバとの間に挟み込む環状の枠部材と、前記枠部材の内側を横断する横断部材とを有し、前記横断部材に前記第１の網状板を取り付けたことを特徴とするミックスチャンバ。
7. 請求項４から請求項６のいずれか１つに記載のミックスチャンバにおいて、
   前記第１の網状板は、前記下部チャンバの内部に設けられ、
   前記流入ポートの出口部分の内側に、水平に配置された水平板を設けたことを特徴とするミックスチャンバ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１つに記載のミックスチャンバにおいて、
   両端が前記下部チャンバの内壁の前記流入ポートがない部分に接し、下端が前記下部チャンバの底部に接して、前記下部チャンバの内部を仕切る第２の網状板を設けたことを特徴とするミックスチャンバ。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１つに記載のミックスチャンバにおいて、
   当該ミックスチャンバの内壁の前記流入ポートと前記流出ポートとの間に環状板を設けたことを特徴とするミックスチャンバ。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１つに記載のミックスチャンバにおいて、
    前記下部チャンバの内壁を下方に向くように傾けたことを特徴とするミックスチャンバ。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載のミックスチャンバにおいて、
    当該ミックスチャンバの内壁に、前記流入ポートと前記流出ポートとの間に、当該ミックスチャンバの内部を上下に仕切る第３の網状板を設けたことを特徴とするミックスチャンバ。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載のミックスチャンバにおいて、
    前記下部チャンバの底部に、前記流入ポートの下部より低い立設板を少なくとも１つ設け、
    前記立設板は、前記第１の網状板の下方に設けられていることを特徴とするミックスチャンバ。
13. 請求項１２に記載のミックスチャンバにおいて、
    前記立設板を、前記下部チャンバの内壁同士を横断するように配置することを特徴とするミックスチャンバ。
14. 空気が各々流入される複数の流入ポートを有する下部チャンバと、内部で混合された前記空気が流出される少なくとも１つの流出ポートを有する上部チャンバとからなるミックスチャンバにおいて、
    各々の前記流入ポートに対して、前記流入ポートから流入する前記空気の当たる面が下方を向くように傾けた第１の網状板を設け、
    前記第１の網状板を前記流入ポートの出口から離して配置し、
    前記下部チャンバは、中心軸線に沿って延びる円筒状であって、
    前記第１の網状板は、板状であって、前記下部チャンバの前記中心軸線と前記下部チャンバの内壁との間に設けられ、
    前記第１の網状板の内端は、前記下部チャンバの前記中心軸線側に設けられ、
    前記第１の網状板の外端は、前記下部チャンバの前記内壁側に設けられていることを特徴とするミックスチャンバ。
15. 空気が各々流入される複数の流入ポートを有する下部チャンバと、内部で混合された前記空気が流出される少なくとも１つの流出ポートを有する上部チャンバとからなるミックスチャンバにおいて、
    各々の前記流入ポートに対して、前記流入ポートから流入する前記空気の当たる面が下方を向くように傾けた第１の網状板を設け、
    両端が前記下部チャンバの内壁の前記流入ポートがない部分に接し、下端が前記下部チャンバの底部に接して、前記下部チャンバの内部を仕切る第２の網状板を設けたことを特徴とするミックスチャンバ。
16. 空気が各々流入される複数の流入ポートを有する下部チャンバと、内部で混合された前記空気が流出される少なくとも１つの流出ポートを有する上部チャンバとからなるミックスチャンバにおいて、
    各々の前記流入ポートに対して、前記流入ポートから流入する前記空気の当たる面が下方を向くように傾けた第１の網状板を設け、
    前記下部チャンバの底部に、前記流入ポートの下部より低い立設板を少なくとも１つ設け、
    前記立設板は、前記第１の網状板の下方に設けられていることを特徴とするミックスチャンバ。
17. 請求項１から請求項１６のいずれか１つに記載のミックスチャンバを備え、当該ミックスチャンバの前記流入ポートへ複数の供給源からの空気が各々流入されることを特徴とする空調システム。
18. 請求項１７に記載の空調システムを備えることを特徴とする航空機。

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