JPH02179599A - 航空機用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）　　産業上の利用分野 本発明は、ジェットエンジンを備えた航空機の空気調和
装置に関し、特に、そのキャビン内の二酸化炭素の濃度
を減少させるための航空機用空気調和装置に関する。

（２）従来の技術 ジェットエンジンを備えた航空機は燃料当たりの飛行距
離が高空に行くにしたがって決定的に有利になるため、
通常その巡航高度は１Ｏ１０００〜１２．ＯＯＯｍ（メ
ートル）に設定されている。

このような高空では空気密度が極めて低くなるので、キ
ャビン内の圧力を２，０００〜２，４００ｍの高度に対
応する圧力まで与圧することが行われている。そして、
この与圧に必要な空気はジェットエンジンの圧縮機から
抽気され、調温調圧部を介してキャビン内に供給される
ようになっている。

（３）発明が解決しようとする課題 ところで、キャビン内の空気は乗客の呼吸によって二酸
化炭素濃度が次第に増加するため、二酸化炭素濃度の増
加した空気を機外に排出するとともに、その排出した空
気を補う量の新鮮空気をジェットエンジンの圧ｍ機から
連続的に抽気してキャビン内に供給する必要があった。

このため、ジェットエンジンの圧縮機から燃焼室に供給
される空気量が減少し、スラスト力の低下や燃料消費率
の悪化等の問題点が生じていた。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、ジェッ
トエンジンの圧縮機から抽気する空気量を増加させるこ
となく、キャビン内の二酸化炭素濃度を減少させること
が可能な航空機用空気調和装置を提供することを課題と
する。

Ｂ０発明の構成 （１）　　１題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明は、ジェットエンジ
ンの圧縮機から抽気した空気をキャビン内に供給して与
圧を行う航空機用空気調和装置において；二酸化炭素を
選択的に透過する透過膜を有する分離装置を備え、キャ
ビン内の空気を前記分離装置を通過させ、二酸化炭素濃
度の増加した空気を機外に排出するとともに、二酸化炭
素濃度の減少した空気をキャビン内に循環させ、前記機
外に排出した空気を補う量の新鮮空気をジェットエンジ
ンの圧縮機から抽気してキャビン内に供給することを特
徴とする。

（２）作　用 前述の構成を備えた本発明によれば、乗客の呼吸によっ
て二酸化炭素濃度が上昇したキャビン内の空気は、例え
ば空気循環用ダクトに装着した分離装置の透過膜に接触
し、二酸化炭素濃度の高い空気と二酸化炭素濃度の低い
空気に分離される。

そして、前記分離装置によって二酸化炭素濃度が高めら
れた空気は機外に排出され、残りの空気はキャビン内に
戻される。これにより、前記機外に排出した空気を補う
量の新鮮空気をジェットエンジンの圧縮機から抽気して
キャビン内に供給するだけで、キャビン内の二酸化炭素
濃度を低レベルに保持することができる。

（３）実施例 以下、図面に基づいて本発明による航空機用空気調和装
置の一実施例について説明する。

第１図において、航空機に装着されたジェットエンジン
Ｅは圧縮機１１燃焼室２、及びタービン３より構成され
ており、この圧縮機１から燃焼室２に供給される高圧空
気の一部は抽気路４から調温調圧部５に導入されて適切
な温度と圧力に調整された後、キャビン６の内部に供給
される。キャビン６の後部にはアウトフローパルプ７が
装着されており、このアウトフローバルブ７を開閉制御
することによりキャビン６内の圧力が所定の値に保たれ
る。キャビン６の上部に配設された空気循環用ダクト８
の内部には、空気中のタバコの煙や浮遊微粒子を除去す
るフィルタ９と、乗客の呼吸によって空気中に排出され
た二酸化炭素を分離して排出路１０から機外に排出する
ための分線装置１１が装着されている。

第２図に示すように、前記分離装置１１は空気の流路１
２中に二酸化炭素を選択的に透過させる性質を有する透
過膜１３を配設したものであり、この透過膜１３の内部
が前記排出路１０を介して機外に連通している。上述の
ような性質を備えた透過膜１３としては、例えば、Ｐａ
ｎａｍ！　（商品名、松下電器産業株式会社）を用いる
ことが可能である。

次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用につい
て説明する。

空気循環用ダクト８を通って循環するキャビン６内の空
気はフィルタ９によってタバコの煙や浮遊微粒子が除去
され、更に、分離袋Ｒ１１を通過する際に透過Ｉ！１３
の表面に接触する。この透過膜１３の外側はキャビン６
に連通ずる高圧であり、内側は排出路ｌＯを介して機外
に連通ずる低圧であるため、この圧力差によって空気循
環用ダクト８内の空気の一部は透過膜１３を通過して機
外に排出される。上記空気が透過１ＩＩ１３を通過する
過程において、空気中に含まれる窒素、酸素、及び二酸
化炭素は、透過膜１３の一方の表面に溶解し、該透過１
！１３の内部を拡散して他方の表面から離脱する。この
とき透過膜１３は主として二酸化炭素を高比率で透過さ
せる性質を有するため、透過膜１３を透過して機外に排
出される空気の二酸化炭素濃度は増加し、透過膜１３を
透過せずにキャビン６に戻される空気の二酸化炭素濃度
は減少する。

すなわち、透過膜１３に前記Ｐａｎａｍａを用いた場合
、その窒素の透過量を１とすると、酸素及び二酸化炭素
の透過量はそれぞれ２．５倍及び１２．５倍となる。し
たがって、二酸化炭素濃度が１％であって空気中に含ま
れる窒素、酸素、及び二酸化炭素の比率を７９：２０；
ｌであるとすると、透過ｌ１１１３を透過した後の３者
の比率は７９ｘｌ　：　２０ｘ２．５　：　１ｘ１２．
５＝７９：５０：１２．５ となり、二酸化炭素濃度は ７９＋５０＋１２．５ となる、したがって、透過膜１３の効率を６０％と見積
もっても、透過膜１３透過後の二酸化炭素濃度は、 ８．８％Ｘ　０．６　＝　５．３％ となり、透過膜１３透過前の濃度の約５倍となる。

これにより、従来の１１５の量の空気を機外に排出すれ
ばキャビン６内の二酸化炭素濃度の増加を押さえること
が可能となる。

上述のようにして、二酸化炭素濃度が高められた空気が
機外に排出されると、その排出された空気量に見合う量
の新鮮空気がジェットエンジンＥの圧縮機ｌからキャビ
ン６に供給され、キャビン６内の圧力は一定値に保持さ
れる。

前述の実施例によれば、分離装置を空気循環用ダクトに
装着したので、航空機内の狭小なスペースに分離装置を
コンパクトにレイアウトすることができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載
された本発明を逸脱することなく、種々の小設計変更を
行うことが可能である。

例えば、分離袋Ｍ１１に供給する空気を圧縮し、分離装
置１１を出てキャビン６に戻る間で膨脹させてもよく、
これにより二酸化炭素の分離装置の作業効率を向上させ
ることができるので、分離装置１１の小型化を図ること
ができる。この場合の空気の圧縮および膨脹は、圧縮部
と膨脂部が１本のシャフトで接続されたタービンコンプ
レッサを用いて行うことができる。また、上記タービン
コンプレッサのタービンに供給される空気に調温調圧部
５からの空気を合流させ、その運動エネルギーによって
タービンを高速回転させれば、分離装置の作業効率を更
に向上させることも可能である。

Ｃ０発明の効果 前述の本発明の航空機用空気調和装置によれば、キャビ
ン内の空気を分離装置の透過膜に接触させて二酸化炭素
濃度の高い空気と、二酸化炭素濃度の低い空気に分離し
、前記二酸化炭素濃度の高い空気を機外に排出するとと
もに、その排出した空気を補う量の新鮮空気をジェット
エンジンの圧縮機からキャビンに補給している。これに
より、ジェットエンジンの圧縮機から抽気される空気量
が減少するので、ジェットエンジンの燃焼室に供給され
る空気量の減少によって生じるスラスト力の低下と燃費
の悪化が最少限に押さえられてペイロードの増加や航続
距離の増加が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による航空機用空気調和装置
の全体構造図、第２図はその分離装置の拡大図である。 Ｅ・・・ジェットエンジン、 １・・・圧縮機、６・・・キャビン、８・・・空気循環
用ダクト、 ｌ・・・分離装置、 １３・・・透過膜 株式会社 品性製作所 落合 １）　　中

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ジェットエンジンの圧縮機から抽気した空気をキャビン
   内に供給して与圧を行う航空機用空気調和装置において
   ； 二酸化炭素を選択的に透過する透過膜を有する分離装置
   を備え、キャビン内の空気を前記分離装置を通過させ、
   二酸化炭素濃度の増加した空気を機外に排出するととも
   に、二酸化炭素濃度の減少した空気をキャビン内に循環
   させ、前記機外に排出した空気を補う量の新鮮空気をジ
   ェットエンジンの圧縮機から抽気してキャビン内に供給
   することを特徴とする、航空機用空気調和装置。