JPH07112839B2 - 空気調和装置 - Google Patents
空気調和装置Info
- Publication number
- JPH07112839B2 JPH07112839B2 JP63045052A JP4505288A JPH07112839B2 JP H07112839 B2 JPH07112839 B2 JP H07112839B2 JP 63045052 A JP63045052 A JP 63045052A JP 4505288 A JP4505288 A JP 4505288A JP H07112839 B2 JPH07112839 B2 JP H07112839B2
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- JP
- Japan
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- heat exchanger
- ram air
- path
- moisture
- gas
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として航空機に好適に利用される空気調和
装置に関するものである。
装置に関するものである。
［従来の技術］ 航空機用の空気調和装置は、従来より一般に第２図に示
す構成のものが採用されている。このものは、エンジン
からの抽気を圧縮するコンプレッサ１と、このコンプレ
ッサ１から吐出される気体を案内する高圧経路L1と、こ
の高圧経路L1を通して供給される気体を断熱膨脹させる
タービン３と、このタービン３から導出される気体を案
内する低圧経路L2と、この低圧経路L2に介設され断熱膨
脹の際に露出した水分を分離する水分分離器４と、前記
高圧経路L1に介設され該経路L1内を通路する気体をラム
エアとの熱交換により冷却する熱交換器５と、この熱交
換器５にラムエアを導入するラムエア導入経路L3とを具
備してなるものが知られている。
す構成のものが採用されている。このものは、エンジン
からの抽気を圧縮するコンプレッサ１と、このコンプレ
ッサ１から吐出される気体を案内する高圧経路L1と、こ
の高圧経路L1を通して供給される気体を断熱膨脹させる
タービン３と、このタービン３から導出される気体を案
内する低圧経路L2と、この低圧経路L2に介設され断熱膨
脹の際に露出した水分を分離する水分分離器４と、前記
高圧経路L1に介設され該経路L1内を通路する気体をラム
エアとの熱交換により冷却する熱交換器５と、この熱交
換器５にラムエアを導入するラムエア導入経路L3とを具
備してなるものが知られている。
そして、図外の１次熱交換器により予備冷却したエンジ
ン抽気をコンプレッサ１により昇圧し、これを熱交換器
５でラムエアと熱交換させて冷却し、この気体をタービ
ン３で断熱膨脹させることによりさらに温度を降下させ
て、これを空気調和に利用している。この際、タービン
３より導出された気体からは断熱膨脹によって含有水分
が露出するため、低圧経路L2に介設した水分分離器４に
よってこれを除湿するようにしている。
ン抽気をコンプレッサ１により昇圧し、これを熱交換器
５でラムエアと熱交換させて冷却し、この気体をタービ
ン３で断熱膨脹させることによりさらに温度を降下させ
て、これを空気調和に利用している。この際、タービン
３より導出された気体からは断熱膨脹によって含有水分
が露出するため、低圧経路L2に介設した水分分離器４に
よってこれを除湿するようにしている。
さらに、この水分分離器４から取出される水分が冷水で
あることを利用して、これをラムエア導入経路L3内に噴
霧させ、その蒸発潜熱で前記熱交換器５をさらに冷却す
るようにしている。
あることを利用して、これをラムエア導入経路L3内に噴
霧させ、その蒸発潜熱で前記熱交換器５をさらに冷却す
るようにしている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、このように水分分離器から取出される水分を
有効利用するための構成を備えながら、従来のものはそ
の効果が十分に得られない問題があった。すなわち、水
分が噴霧される先は多量のラムエア中であるため、蒸発
潜熱の大半が専らラムエアの冷却のために費やされてし
まうことにその原因がある。
有効利用するための構成を備えながら、従来のものはそ
の効果が十分に得られない問題があった。すなわち、水
分が噴霧される先は多量のラムエア中であるため、蒸発
潜熱の大半が専らラムエアの冷却のために費やされてし
まうことにその原因がある。
本発明は、このような課題を確実に解決し、エンジン抽
気を冷却する過程で生じた低温の水分をさらに有効に利
用して冷却効率を向上させた空気調和装置を実現するこ
とを目的としている。
気を冷却する過程で生じた低温の水分をさらに有効に利
用して冷却効率を向上させた空気調和装置を実現するこ
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構成
を採用したものである。
を採用したものである。
すなわち、本発明の空気調和装置は、エンジンからの抽
気を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサから吐
出される気体を案内する高圧経路と、この高圧経路を通
して供給される気体を断熱膨脹させるタービンと、この
タービンから導出される気体を案内する低圧経路と、こ
の低圧経路に介設され断熱膨脹の際に露出した水分を分
離する第１の水分分離器と、前記高圧経路に介設され該
経路内を通路する気体をラムエアとの熱交換により冷却
する第１の熱交換器と、この熱交換器にラムエアを導入
するラムエア導入経路とを具備してなるものにおいて、
前記高圧経路に該経路内を流通する気体をラムエアとの
熱交換により冷却するための第２の熱交換器を介設する
とともに、この熱交換器内に前記ラムエア導入経路内の
ラムエアを分岐流通させるためのバイパス経路を設け、
このバイパス経路の前記第２の熱交換器よりも上述側に
水分を霧化して噴出させる噴霧手段を設けるとともに、
下流側に未蒸発の残留水分を回収する第２の水分分離器
を配設し、前記第１、第２の水分分離器から取出される
水分をともに前記噴霧手段に送給するように構成したこ
とを特徴としている。
気を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサから吐
出される気体を案内する高圧経路と、この高圧経路を通
して供給される気体を断熱膨脹させるタービンと、この
タービンから導出される気体を案内する低圧経路と、こ
の低圧経路に介設され断熱膨脹の際に露出した水分を分
離する第１の水分分離器と、前記高圧経路に介設され該
経路内を通路する気体をラムエアとの熱交換により冷却
する第１の熱交換器と、この熱交換器にラムエアを導入
するラムエア導入経路とを具備してなるものにおいて、
前記高圧経路に該経路内を流通する気体をラムエアとの
熱交換により冷却するための第２の熱交換器を介設する
とともに、この熱交換器内に前記ラムエア導入経路内の
ラムエアを分岐流通させるためのバイパス経路を設け、
このバイパス経路の前記第２の熱交換器よりも上述側に
水分を霧化して噴出させる噴霧手段を設けるとともに、
下流側に未蒸発の残留水分を回収する第２の水分分離器
を配設し、前記第１、第２の水分分離器から取出される
水分をともに前記噴霧手段に送給するように構成したこ
とを特徴としている。
［作用］ このような構成のものであれば、水分はバイパス経路内
を流通する少量のラムエア中に噴霧されるので、その大
半はラムエア中においてよりもむしろ第２の熱交換器に
入った後に該熱交換器から潜熱を奪って蒸発することの
方が多くなる。したがって、熱交換器はこれによりさら
に冷却されることになり、エンジン抽気との熱交換効率
を上げる。また、水分がラムエアから潜熱を奪って蒸発
するにしても、バイパス経路内のラムエアは少量である
ため、その温度降下は従来のものに比してより大きくな
り、エンジン抽気との温度差が拡大するため、熱交換器
効率の向上に奏効する。
を流通する少量のラムエア中に噴霧されるので、その大
半はラムエア中においてよりもむしろ第２の熱交換器に
入った後に該熱交換器から潜熱を奪って蒸発することの
方が多くなる。したがって、熱交換器はこれによりさら
に冷却されることになり、エンジン抽気との熱交換効率
を上げる。また、水分がラムエアから潜熱を奪って蒸発
するにしても、バイパス経路内のラムエアは少量である
ため、その温度降下は従来のものに比してより大きくな
り、エンジン抽気との温度差が拡大するため、熱交換器
効率の向上に奏効する。
さらに、このものは未蒸発の水分を熱交換器下流に配設
した水分分離器に回収させて再度バイパス経路内に噴霧
するようにしているので、冷却水利用に無駄がない。
した水分分離器に回収させて再度バイパス経路内に噴霧
するようにしているので、冷却水利用に無駄がない。
［実施例］ 以下、本考案の一実施例を第１図を参照して説明する。
この実施例に係る空気調和装置の基本構成は、エンジン
からの抽気を圧縮するコンプレッサ１と、このコンプレ
ッサ１から吐出される気体を案内する高圧経路L1と、前
記コンプレッサ１にシャフト２で単軸結合されてなり前
記高圧経路L1を通して供給される気体を断熱膨脹させる
タービン３と、このタービン３から導出される気体を案
内する低圧経路L2と、この低圧経路L2に介設され断熱膨
脹の際に露出した水分を分離する第１と水分分離器４
と、前記高圧経路L1に介設され該経路L1内を流通する気
体をラムエアとの熱交換により冷却する第１の熱交換器
５と、この熱交換器５にラムエアを導入するラムエア導
入経路L3とを具備してなる。
からの抽気を圧縮するコンプレッサ１と、このコンプレ
ッサ１から吐出される気体を案内する高圧経路L1と、前
記コンプレッサ１にシャフト２で単軸結合されてなり前
記高圧経路L1を通して供給される気体を断熱膨脹させる
タービン３と、このタービン３から導出される気体を案
内する低圧経路L2と、この低圧経路L2に介設され断熱膨
脹の際に露出した水分を分離する第１と水分分離器４
と、前記高圧経路L1に介設され該経路L1内を流通する気
体をラムエアとの熱交換により冷却する第１の熱交換器
５と、この熱交換器５にラムエアを導入するラムエア導
入経路L3とを具備してなる。
この構成においてそのエアサイクルを簡単に説明する
と、先ずエンジンからの抽気を予め図外の１次熱交換器
で予備冷却しておき、これをコンプレッサ１の入口ダク
トから該コンプレッサ１に導入する。ここで気体を高温
高圧に断熱圧縮し、次に第１の熱交換器５内に流通させ
てラムエア導入経路L3から導入したラムエアとの熱交換
により冷却する。しかる後、これをタービン３に導入す
る。導入の際に気体がタービン３に対してなす仕事量
は、動力としてシャフト２を伝い、コンプレッサ２に入
力される。そして、前記タービン３で断熱膨脹されて低
温低圧となった気体を水分分離器４で除湿して空気調和
に利用するようにしている。
と、先ずエンジンからの抽気を予め図外の１次熱交換器
で予備冷却しておき、これをコンプレッサ１の入口ダク
トから該コンプレッサ１に導入する。ここで気体を高温
高圧に断熱圧縮し、次に第１の熱交換器５内に流通させ
てラムエア導入経路L3から導入したラムエアとの熱交換
により冷却する。しかる後、これをタービン３に導入す
る。導入の際に気体がタービン３に対してなす仕事量
は、動力としてシャフト２を伝い、コンプレッサ２に入
力される。そして、前記タービン３で断熱膨脹されて低
温低圧となった気体を水分分離器４で除湿して空気調和
に利用するようにしている。
このように構成されるものにおいて、本実施例ではさら
に、前記高圧経路L1に該経路L1内を流通する気体をラム
エアとの熱交換により冷却する第２の熱交換器６を前記
第１の熱交換器５の下流側に介設し、この熱交換器６内
に前記ラムエア導入経路L3内のラムエアを分岐流通させ
るために、該導入経路L3にバイパス経路L4を開設してい
る。第２の熱交換器６には水分の蒸発を促すために蒸発
器タイプのものを採用し、また前記バイパス経路L4内で
は少量のラムエアが比較的低速で流通している状態にす
る。
に、前記高圧経路L1に該経路L1内を流通する気体をラム
エアとの熱交換により冷却する第２の熱交換器６を前記
第１の熱交換器５の下流側に介設し、この熱交換器６内
に前記ラムエア導入経路L3内のラムエアを分岐流通させ
るために、該導入経路L3にバイパス経路L4を開設してい
る。第２の熱交換器６には水分の蒸発を促すために蒸発
器タイプのものを採用し、また前記バイパス経路L4内で
は少量のラムエアが比較的低速で流通している状態にす
る。
さらにまた、このバイパス経路L4の前記第２の熱交換器
６よりも上流側に、水分を霧化して経路L4内に噴出させ
る噴霧手段として一対の噴射ノズル７を配設するととも
に、前記第２の熱交換器６よりも下流側に、未蒸発の残
留水分を回収するために第２の水分分離器８を配設して
なる。そして、この第２の水分分離器８から回収された
水分と前述した第１の水分分離器４から分離された水分
とをともに管路L5、L6によって前記各噴射ノズル７に送
給し、この噴射ノズル７から前記第２の熱交換器６方向
に向かってバイパス経路L4内に噴霧するようにしてい
る。なお、噴射ノズル７からの噴霧は、エンジン抽気の
一部を開設した経路L7より導入し、その噴流によるエゼ
クタ効果によって行なっている。
６よりも上流側に、水分を霧化して経路L4内に噴出させ
る噴霧手段として一対の噴射ノズル７を配設するととも
に、前記第２の熱交換器６よりも下流側に、未蒸発の残
留水分を回収するために第２の水分分離器８を配設して
なる。そして、この第２の水分分離器８から回収された
水分と前述した第１の水分分離器４から分離された水分
とをともに管路L5、L6によって前記各噴射ノズル７に送
給し、この噴射ノズル７から前記第２の熱交換器６方向
に向かってバイパス経路L4内に噴霧するようにしてい
る。なお、噴射ノズル７からの噴霧は、エンジン抽気の
一部を開設した経路L7より導入し、その噴流によるエゼ
クタ効果によって行なっている。
しかして、新たに付加したラムエアのバイパス経路L4で
は、水分は該バイパス経路L4内を低速で流通する少量の
ラムエア中に第２の熱交換器６方向に向かって噴霧され
るので、その大半はラムエア中においてよりもむしろ第
２の熱交換器６に入った後に該熱交換器６から潜熱を奪
って蒸発することの方が多くなる。したがって、熱交換
器６は表面から直接熱量を奪われてさらに冷却されるこ
とにより、高圧経路L1内を流通する気体とより高い効率
の下に熱交換を行なうものとなる。また、水分がラムエ
アから潜熱を奪って蒸発するにしても、バイパス経路L4
内のラムエアは少量であるため、その温度降下はより大
きくなり、ラムエアとの温度差が拡大して、熱交換の効
率は向上する。なお、図示実施例の装置について、全体
としての冷却能力を本発明者がシステム計算したとこ
ろ、冷却熱量換算で従来の65％に対して80％にまで上昇
させることができることが判明した。
は、水分は該バイパス経路L4内を低速で流通する少量の
ラムエア中に第２の熱交換器６方向に向かって噴霧され
るので、その大半はラムエア中においてよりもむしろ第
２の熱交換器６に入った後に該熱交換器６から潜熱を奪
って蒸発することの方が多くなる。したがって、熱交換
器６は表面から直接熱量を奪われてさらに冷却されるこ
とにより、高圧経路L1内を流通する気体とより高い効率
の下に熱交換を行なうものとなる。また、水分がラムエ
アから潜熱を奪って蒸発するにしても、バイパス経路L4
内のラムエアは少量であるため、その温度降下はより大
きくなり、ラムエアとの温度差が拡大して、熱交換の効
率は向上する。なお、図示実施例の装置について、全体
としての冷却能力を本発明者がシステム計算したとこ
ろ、冷却熱量換算で従来の65％に対して80％にまで上昇
させることができることが判明した。
さらに、このものは未蒸発の水分を第２の熱交換器６の
下流に配設した第２の水分分離器８に回収させて再度バ
イパス経路L4内に噴霧するようにしているので、冷却水
利用に無駄がなく、実質的な利用率を従来の５％から20
％に増大することが可能となっている。
下流に配設した第２の水分分離器８に回収させて再度バ
イパス経路L4内に噴霧するようにしているので、冷却水
利用に無駄がなく、実質的な利用率を従来の５％から20
％に増大することが可能となっている。
以下、本発明の一実施例について説明したが、第２の熱
交換器は第１の熱交換器の上流側に介設しても良く、ま
た第１の熱交換器に一体に形成するようにしても構わな
い。両熱交換器を一体形成する場合は、ラムエアのバイ
パス経路とラムエア導入経路とを熱交換器内部で区画す
するようにすれば簡単な構成で済む。また、噴霧手段も
ノズルによる他に、超音波振動板を利用したものや、重
力を利用して経路内に滴下させる手法を用いたもの等も
好適に採用することができる。その他、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
交換器は第１の熱交換器の上流側に介設しても良く、ま
た第１の熱交換器に一体に形成するようにしても構わな
い。両熱交換器を一体形成する場合は、ラムエアのバイ
パス経路とラムエア導入経路とを熱交換器内部で区画す
するようにすれば簡単な構成で済む。また、噴霧手段も
ノズルによる他に、超音波振動板を利用したものや、重
力を利用して経路内に滴下させる手法を用いたもの等も
好適に採用することができる。その他、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成により、エンジン抽気を冷
却する過程で生じた低温の水分に十分に利用して、冷却
能力を向上させることの可能な空気調和装置を提供でき
るものである。
却する過程で生じた低温の水分に十分に利用して、冷却
能力を向上させることの可能な空気調和装置を提供でき
るものである。
第１図は本発明の一実施例を示す概略的な構成説明図、
第２図は従来例を示す第１図に対応する構成説明図であ
る。 １……コンプレッサ、３……タービン ４……第１の水分分離器、５……第１の熱交換器 ６……第２の熱交換器 ７……噴霧手段（噴射ノズル） ８……第２の水分分離器 L1……高圧経路、L2……低圧経路 L3……ラムエア導入経路、L4……バイパス経路
第２図は従来例を示す第１図に対応する構成説明図であ
る。 １……コンプレッサ、３……タービン ４……第１の水分分離器、５……第１の熱交換器 ６……第２の熱交換器 ７……噴霧手段（噴射ノズル） ８……第２の水分分離器 L1……高圧経路、L2……低圧経路 L3……ラムエア導入経路、L4……バイパス経路
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンからの抽気を圧縮するコンプレッ
サと、このコンプレッサから吐出される気体を案内する
高圧経路と、この高圧経路を通して供給される気体を断
熱膨脹させるタービンと、このタービンから導出される
気体を案内する低圧経路と、この低圧経路に介設され断
熱膨脹の際に露出した水分を分離する第１の水分分離器
と、前記高圧経路に介設され該経路内を流通する気体を
ラムエアとの熱交換により冷却する第１の熱交換器と、
この熱交換器にラムエアを導入するラムエア導入経路と
を具備してなるものにおいて、 前記高圧経路に該経路内を流通する気体をラムエアとの
熱交換により冷却するための第２の熱交換器を介設する
とともに、この熱交換器内に前記ラムエア導入経路内の
ラムエアを分岐流通させるためのバイパス経路を設け、
このバイパス経路の前記第２の熱交換器よりも上流側に
水分を霧化して噴出させる噴霧手段を設けるとともに、
下流側に未蒸発の残留水分を回収する第２の水分分離器
を配設し、前記第１、第２の水分分離器から取出される
水分をともに前記噴霧手段に送給するように構成したこ
とを特徴とする空気調和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045052A JPH07112839B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045052A JPH07112839B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 空気調和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01218999A JPH01218999A (ja) | 1989-09-01 |
| JPH07112839B2 true JPH07112839B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=12708583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63045052A Expired - Fee Related JPH07112839B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112839B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008004695B4 (de) * | 2008-01-16 | 2012-10-25 | Airbus Operations Gmbh | Individuelle Temperierung von Luftfahrzeugkabinenbereichen durch Heizen und Verdunstungskühlung |
| US9988973B2 (en) | 2015-01-06 | 2018-06-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Water injector for aviation cooling system |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63045052A patent/JPH07112839B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01218999A (ja) | 1989-09-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |