JPH0386699A - 機内空気放出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、航空機の機内換気を効率良く行うための機内
空気放出装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、航空機における機内換気の一般的形態は、新
鮮空気を機内に取り込む供給系と、機内の汚れた空気を
機外に放出する廃棄系との２つの系から戊り立っている
。供給系では、主としてエンジン抽気を調温調圧したも
のが用いられ、廃棄系では、アウトフローバルブを通じ
て汚れた機内空気等を機外に放出するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 一方、航空機の機内は搭乗者のために与圧されており、
その圧力は、飛行性能上、常に機外大気圧よりも若干高
い圧力に保たれているのが通例である。しかし、航空機
が高高度を飛行する際は機内圧は地上でのそれに比して
かなり低下し、これに伴って酸素分圧も低下する。この
ため、搭乗者に供給される０２が不足ぎみになり、気分
が悪くなる等の不快感を与える可能性がある。そこで、
０２濃度の低下を防ぎ、機内の空気を新鮮に保つために
、エンジンからの抽気を多くするなどの処置が必要にな
る。しかし、このような処置を施すと、エンジンやＡＰ
Ｕの燃料消費が増大する等の新たな不具合を惹起するこ
とになり、好ましい手段であるとは言い難い。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので
あって、航空機の性能低下を招くことなく、０２分圧を
有効に高める手段を講じ、これにより機内換気機能を向
上させることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手
段を講じたものである。

すなわち、本発明の機内空気放出装置は、機内の与圧室
を機外と連通させる放出系路と、この放出系路に介設さ
れ内部を流通する空気を圧縮するラジアルコンプレッサ
と、前記放出系路のラジアルコンプレッサ下流に配設さ
れ内部を流通する空気の膨脹仕事によって得られる発生
動力を前記ラジアルコンプレッサに入力するラジアルタ
ービンと、前記放出系路のラジアルコンプレッサとラジ
アルタービンの間に配設され少なくとも０２に対して選
択透過機能を有する透過膜の高圧側を該放出系路に接続
してなる０２分離器と、この０２分離器の低圧側を前記
与圧室と連通させる回収系路とを具備してなることを特
徴としている。

［作用］ 放出系路に入った機内空気は、先ずラジアルコンプレッ
サで昇圧され、０２分離器の高圧側に導入される。透過
膜の低圧側は機内と連通しているため、その差圧で高圧
側から低圧側に主として機内空気中の０２が透過し、透
過した０２濃度の高い空気は回収系路を通じて再び機内
に移送される。

一方、０２分離器を通過した０２濃度の低い空気は、ラ
ジアルタービンで膨脂した後機外に放出され、ラジアル
タービンはこの時に得た発生動力の一部で前記ラジアル
コンプレッサを駆動する。しかして、このような構成に
よると、機内空気を廃棄する際に、有用な０２の一部を
回収することができ、その上に、コンプレッサ動力の大
半をラジアルタービンで賄うことで、透過膜に必要な差
圧をシステム内においてつくることができる。しかも、
放出系路は始端と終端の間に圧力落差が与えられている
ため、上記のシステムはその圧力差によって有効に営ま
れることになる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図°は本発明を旅客機の与圧室であるキャビン１に
適用した場合の模式的な構成説明図であり、第２図は第
１図中矢印（実線）に示す放出系路２に沿って空気が流
れる際の各地点Ａ−Ｍでの空気圧を示すグラフである。

放出系路２の終端りは、機体の適宜の部位（好適には、
外気の流速が速くなる部位）に放出口２ａとして開放し
てあり、これによりキャビン１内と機外とを連通させて
いる。

そして、この放出系路２の途中に、フィルタ３（静電タ
イプを含む）、ラジアルコンプレッサ５、熱交換器４．
０２分離器６、及び、ラジアルタービン７を順次介設し
ている。フィルタ３は、０２分離器６での目づまりの防
止及び煙草の煙等の除去のためのもので、空気中に浮遊
する粒子を除去する。熱交換器４は、０２分離器６内の
空気を適温に保つためのもので、内部に導入された空気
を機外から取り込んだラムエアによって冷却する。

ラムエアに対しては、両端を機体の適宜の部位に開口し
たラムエア流通路４ａを設け、この流通路４ａ内をラム
エアが吹き抜は得るように設定しである。ラジアルコン
プレッサ５とラジアルタービン７とはシャフト８で単軸
結合され、該シャフト８を通じてラジアルタービン７の
発生動力がラジアルコンプレッサ５に入力される。０２
分離器６は内部に透過膜６ａを備えており１．この透過
膜６ａは、既存の透過膜の中から０２に対して選択透過
機能に優れたものが使用される。そして、その高圧側６
Ｈを放出系路２に接続し、低圧側６Ｌを、図中矢印（破
線）に示す回収系路９を通じて前記キャビン１に連通さ
せている。

このような構成により、この装置を稼動させると、キャ
ビン１内の空気は、フィルタ３によって煙草の煙などを
除去され、熱交換器４でラムエアにより冷却された後、
ラジアルコンプレッサ５に入り、昇圧される。しかる後
、０□分離器６に導かれ、主として０２が高圧側６Ｈか
ら低圧側６Ｌに透過し、回収系路９を通じてキャビン１
内に戻される。一方、０□分離器６において０２を回収
された後の０□濃度の低い空気（すなわち、Ｎ２リッチ
、ＣＯ２リッチな空気）は、ラジアルタービン７でほぼ
機外圧（厳密には、外気の吸い出し作用によって機外圧
よりも若干低い圧力）にまで彫版する。このときの動力
は、シャフト８を介してラジアルコンプレッサ５に伝え
られ、圧縮動力として使用される。その後、放出口２ａ
から機外に放出される。

しかして、このような構成であると、キャビン１内から
不要な空気成分を除去しつつ、その中に残存する有用な
０２を選択的に回収して再利用することが可能になる。

このため、エンジンやＡＰＵの燃料消費を増大させるこ
となく０２分圧を有効に高めることができ、その結果、
高高度飛行時にも地上並みの０２分圧を確保して適正な
環境を整えることが可能になる。しかも、この構成によ
ると、ラジアルコンプレッサ５の動力の大半はラジアル
タービン７で賄われ、それを差し引いたラジアルタービ
ン７の動力も放出系路２の始端Ａと終端りとの間に存在
する圧力差により与えられるため、動力の付与は殆ど不
要であり、効率の良いシステムとしての価値もある。そ
の上に、この実施例では放出口２ａが機外圧よりも低い
圧力になるため、ラジアルタービン８・に掛かる差圧が
拡大されて特に好ましいものとなっている。

また、既存の透過膜の性質として、０２を透過するもの
であればＮ２０も透過し得るものが多い。

このため、図示装置によると、−旦放出系路２に流出し
たＮ２０も再び回収されることになり、飛行時間が長く
なるにつれて機内湿度が低下していた従来の不具合を有
効に解消できることになる。

なお、ラジアルコンプレッサとラジアルタービンとは、
必要に応じて２対またはそれ以上に設け、本発明の効果
を増大させることができる。また、上記実施例に示す熱
交換機やフィルタは、特に必要としない場合には省略し
て系を簡略化してもよい。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成により、機内換気の際にＮ
２やＣＯ２等とともに廃棄されようとする０２を選択的
に回収して再利用できるため、エンジン抽気を増大させ
る等の手段によらずとも機内の０２濃度を有効に高める
ことができ、その結果、航空機の性能低下を招くことな
く、換気機能を向上させることができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は模式的な構成
説明図、第２図は第１図中放出系路に沿って各地点での
空気圧を示すグラフである。 １・・・与圧室（キャビン）２・・・放出系路５・・・
ラジアルコンプレッサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機内の与圧室を機外と連通させる放出系路と、この放出
   系路に介設され内部を流通する空気を圧縮するラジアル
   コンプレッサと、前記放出系路のラジアルコンプレッサ
   下流に配設され内部を流通する空気の膨脹仕事によって
   得られる発生動力を前記ラジアルコンプレッサに入力す
   るラジアルタービンと、前記放出系路のラジアルコンプ
   レッサとラジアルタービンの間に配設され少なくともＯ
   ＿２に対して選択透過機能を有する透過膜の高圧側を該
   放出系路に接続してなるＯ＿２分離器と、このＯ＿２分
   離器の低圧側を前記与圧室と連通させる回収系路とを具
   備してなることを特徴とする機内空気放出装置。