JPS61153428A - 環境制御機構 - Google Patents
環境制御機構Info
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- JPS61153428A JPS61153428A JP60281259A JP28125985A JPS61153428A JP S61153428 A JPS61153428 A JP S61153428A JP 60281259 A JP60281259 A JP 60281259A JP 28125985 A JP28125985 A JP 28125985A JP S61153428 A JPS61153428 A JP S61153428A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
- F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8671—Removing components of defined structure not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8668
- B01D53/8675—Ozone
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
- B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
- B64D2013/0603—Environmental Control Systems
- B64D2013/0685—Environmental Control Systems with ozone control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
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）
本発明は環境制御機構に関する。本発明の環境制御機構
は特に調整した空気を航空機内の客室等に供給するに際
して有用である。
は特に調整した空気を航空機内の客室等に供給するに際
して有用である。
（従来の技術）
航空機等の乗物の環境制御機構は調整した空気流を航空
機等の乗物内の乗客あるいは乗務員に供給する。更に詳
述するに、環境制御機構は通常航空機の圧縮空気源から
圧縮された温かい空気流を導入し冷却し除湿しかつ空気
に含まれた有害汚染粒子を除去したよ客室内等に供給し
ている。
機等の乗物内の乗客あるいは乗務員に供給する。更に詳
述するに、環境制御機構は通常航空機の圧縮空気源から
圧縮された温かい空気流を導入し冷却し除湿しかつ空気
に含まれた有害汚染粒子を除去したよ客室内等に供給し
ている。
（発明が解決しようとする問題点）
この場合環境制御機構においては！−１１−の軽減、小
型化、経済性および動作の円滑性が望まれる。
型化、経済性および動作の円滑性が望まれる。
特に航空機に用いる環境制御機構においてはその一機能
として空気流に含まれるオゾン量を高効率除去すること
が要求される。またオゾンの除去構成は機構の重量や占
有空間の増加を来たすことなく実現する必要がある。
として空気流に含まれるオゾン量を高効率除去すること
が要求される。またオゾンの除去構成は機構の重量や占
有空間の増加を来たすことなく実現する必要がある。
従って本発明の目的は重量や占有空間を最小限に押え空
気流に含まれるオゾン量を最大限に低減し得る環境制御
機構を提供することＫある。
気流に含まれるオゾン量を最大限に低減し得る環境制御
機構を提供することＫある。
（問題点を解決するための手段）
本発明においては環境制御機構内の−又はそれ以上の熱
交換器の熱交換面にオゾン分解用の触媒を付与すること
により、上記目的を達成する。
交換器の熱交換面にオゾン分解用の触媒を付与すること
により、上記目的を達成する。
（作用）
上述のように構成された本発明によればオゾン分解触媒
を、最高温の圧縮空気流が導入される第１段の熱交換器
に被覆させるととＫよシ、効果的にオゾンを分解し、環
境制御機構の制御効率を顕著に向上する作用を得れる。
を、最高温の圧縮空気流が導入される第１段の熱交換器
に被覆させるととＫよシ、効果的にオゾンを分解し、環
境制御機構の制御効率を顕著に向上する作用を得れる。
（実施例）
第１図に示す本発明による環境制御機構ＱＯは航空機、
戦車等の乗物に有効に使用される。当該機構（１（Ｉに
おいては外気が入口部Ｕから乗物（図示せず）のエンジ
ンである圧縮空気源α４へ供給される。
戦車等の乗物に有効に使用される。当該機構（１（Ｉに
おいては外気が入口部Ｕから乗物（図示せず）のエンジ
ンである圧縮空気源α４へ供給される。
比較的温かい圧縮空気流が圧縮空気源α尋から導入流路
（２）を介し主熱交換器（至）の高温側へ送られる。
（２）を介し主熱交換器（至）の高温側へ送られる。
また比較的高温の圧縮空気流を冷却するため主熱交換器
（財）には流路例および分岐路（２４５Ｌ）を介し比較
的低温の冷却流体（航空機の場合外気）が導入される。
（財）には流路例および分岐路（２４５Ｌ）を介し比較
的低温の冷却流体（航空機の場合外気）が導入される。
主熱交換器（至）内に導入された比較的高温の圧縮空気
流は比較的低温の冷却流体と熱交換した後、第１の流路
翰を介し第２の熱交換器翰へ送られる。
流は比較的低温の冷却流体と熱交換した後、第１の流路
翰を介し第２の熱交換器翰へ送られる。
主熱交換器（至）と同様、第２の熱交換器翰にも冷却流
体が流路（財）および分岐路（ｕｂ）を介して導入され
る。第２の熱交換器＠において冷却された圧縮空気流は
第２の流路（ホ）を介しコンプレッサ翰の入口部へ送ら
れ、更にコンプレッサ翰において圧縮され、第３０流路
（１）から第３の熱交換器（至）へ送られる。第３の熱
交換器（至）にも流路＠から冷却流体が導入されておル
圧縮空気流を冷却した後分岐路（２）Ｃ）へ流出される
。即ち第３の熱交換器（至）はコンプレッサ翰での圧縮
により上昇した圧縮空気流の温度の少なくとも一部ある
いは全部を降温するよう機能する。冷却された圧縮空気
流は第３の熱交換器（２）から第４の流路（至）を介し
タービンエキスパンダ（至）の入口部へ送られる。
体が流路（財）および分岐路（ｕｂ）を介して導入され
る。第２の熱交換器＠において冷却された圧縮空気流は
第２の流路（ホ）を介しコンプレッサ翰の入口部へ送ら
れ、更にコンプレッサ翰において圧縮され、第３０流路
（１）から第３の熱交換器（至）へ送られる。第３の熱
交換器（至）にも流路＠から冷却流体が導入されておル
圧縮空気流を冷却した後分岐路（２）Ｃ）へ流出される
。即ち第３の熱交換器（至）はコンプレッサ翰での圧縮
により上昇した圧縮空気流の温度の少なくとも一部ある
いは全部を降温するよう機能する。冷却された圧縮空気
流は第３の熱交換器（２）から第４の流路（至）を介し
タービンエキスパンダ（至）の入口部へ送られる。
タービンエキスパンダ（至）は第４の流路（至）から導
入される圧縮空気により駆動され、且導入された圧縮空
気は膨張され大巾に冷却されてタービンエキスパンダ（
至）から出口流路（至）を介し航空機の客室等の環境制
御される空間に放出される。タービンエキスパンダ（至
）自体は周知のようにシャフトｍを介しコンプレッサ（
ロ）と連結され好ましくはブートストラップ回路を介在
してコンプレッサ曽が回転駆動され得る。
入される圧縮空気により駆動され、且導入された圧縮空
気は膨張され大巾に冷却されてタービンエキスパンダ（
至）から出口流路（至）を介し航空機の客室等の環境制
御される空間に放出される。タービンエキスパンダ（至
）自体は周知のようにシャフトｍを介しコンプレッサ（
ロ）と連結され好ましくはブートストラップ回路を介在
してコンプレッサ曽が回転駆動され得る。
出口流路（至）から放出される空気流の温度を調整する
ため、第１の流路（７）から出口流路（至）へ延びる温
度制御路に）が設けられる。温度制御路−内には制御弁
■が配設されていて、制御弁■は制御装置−からの制御
信号により温度制御路的内を流れる比較的高温の空気の
流量を制御するように動作する。即ち温度制御路−を流
れる空気量により出ロ流路（至）から客室へ放出される
空気の温度が決まることになる。
ため、第１の流路（７）から出口流路（至）へ延びる温
度制御路に）が設けられる。温度制御路−内には制御弁
■が配設されていて、制御弁■は制御装置−からの制御
信号により温度制御路的内を流れる比較的高温の空気の
流量を制御するように動作する。即ち温度制御路−を流
れる空気量により出ロ流路（至）から客室へ放出される
空気の温度が決まることになる。
環境制御機構ａＯＫはその他各種の熱交換器、除湿装置
、水抜き装置、冷却器あるいは同様の他の部材を具備さ
せ得る。
、水抜き装置、冷却器あるいは同様の他の部材を具備さ
せ得る。
第２図には主熱交換器（至）のコア内部の構造が示され
る。即ち主熱交換器（至）のコアは複数のプレート素子
とフィン素子からなシ、比較的高温の圧縮空気流と比較
的低温の冷却流体がフィンおよびプレート素子間に訃い
て交差して流され得るように設けられている。更に詳述
するに主熱交換器（至）は、入力流路頭から比較的高温
の圧縮空気流を導入する高温側（財）と、分岐路０４ａ
）から比較的低温の冷却流体を導入する低温側輪とを有
している。
る。即ち主熱交換器（至）のコアは複数のプレート素子
とフィン素子からなシ、比較的高温の圧縮空気流と比較
的低温の冷却流体がフィンおよびプレート素子間に訃い
て交差して流され得るように設けられている。更に詳述
するに主熱交換器（至）は、入力流路頭から比較的高温
の圧縮空気流を導入する高温側（財）と、分岐路０４ａ
）から比較的低温の冷却流体を導入する低温側輪とを有
している。
高温側（財）においては夫々複数の列をなすようにフィ
ン素子輔およびプレート素子（財）が互いに上下に積層
され、その間に導入流路（至）からの圧縮空気流を流通
させる複数の高温流路−が区画されている。同様に低温
側−においては夫々複数の列をなすようにフィン素子■
およびプレート素子Ｉ３が互いに上下に積層され、その
間に分岐路（２）ａ）からめ冷却流体を流通させる複数
の低温流路−が区画される。第２図から明らかなように
、高温側のフィン素子鏝と低温側のフィン素子−とは高
温流路−を流れる圧縮空気流が低温流路−を流れる冷却
流体に対し直角をなし、いわゆる直交流形をなすように
配列される。
ン素子輔およびプレート素子（財）が互いに上下に積層
され、その間に導入流路（至）からの圧縮空気流を流通
させる複数の高温流路−が区画されている。同様に低温
側−においては夫々複数の列をなすようにフィン素子■
およびプレート素子Ｉ３が互いに上下に積層され、その
間に分岐路（２）ａ）からめ冷却流体を流通させる複数
の低温流路−が区画される。第２図から明らかなように
、高温側のフィン素子鏝と低温側のフィン素子−とは高
温流路−を流れる圧縮空気流が低温流路−を流れる冷却
流体に対し直角をなし、いわゆる直交流形をなすように
配列される。
また高温流路−を区画する高温側のフィン素子−および
プレート素子（財）の表面には比較的高温の圧縮空気流
に含まれるオゾンを分解するため被覆材−が塗布される
。被覆材（至）のオゾンを分解する触媒材としては例え
ば白金および卑金属を使用し得る。この触媒材自体は当
業者には周知であシ例えば米国特許第４，４０５，５０
７号、第４，２０６，０８３号および第４，１７３，５
４９号に開示されている。好ましくはインコネル、鋼又
はアルミニウムあるいはその合金のような熱伝導性の良
い金属材料で作成されたフィン素子（転）およびプレー
ト素子−の各表面に充分な量の被覆材（至）を塗布した
場合、約１００乃至１５０’？ （約３８乃至６６°Ｃ
）又はそれ以上の高温の圧縮空気流に含まれるオゾンが
効果的に分解され、被覆材（財）により許容限度を越え
熱交換機能および作用が変化しないことが判明している
。
プレート素子（財）の表面には比較的高温の圧縮空気流
に含まれるオゾンを分解するため被覆材−が塗布される
。被覆材（至）のオゾンを分解する触媒材としては例え
ば白金および卑金属を使用し得る。この触媒材自体は当
業者には周知であシ例えば米国特許第４，４０５，５０
７号、第４，２０６，０８３号および第４，１７３，５
４９号に開示されている。好ましくはインコネル、鋼又
はアルミニウムあるいはその合金のような熱伝導性の良
い金属材料で作成されたフィン素子（転）およびプレー
ト素子−の各表面に充分な量の被覆材（至）を塗布した
場合、約１００乃至１５０’？ （約３８乃至６６°Ｃ
）又はそれ以上の高温の圧縮空気流に含まれるオゾンが
効果的に分解され、被覆材（財）により許容限度を越え
熱交換機能および作用が変化しないことが判明している
。
しかして上述の本発明による環境制御機構においては比
較的高温の圧縮空気流が高温流路−を通過することによ
り第一段階として圧縮空気流が冷却される。同時にオゾ
ン分解用の被覆材−により圧縮空気流に含まれるオゾン
が分解、低減若しくは除去される。オゾン分解触媒の効
率は温度が高くなるに応じ高くなるので、最高温の圧縮
空気流を流通する予冷器即ち主熱交換器（至）内にオゾ
ン分解用の被覆材−が付与されることが好ましい。これ
により環境制御機構の主熱交換器が大型に形成されなく
とも、最少の重量増加、すなわちオゾン分解用被覆材自
体の重量のみが増加を伴うだけで、有効にオゾン分解が
達成できる。
較的高温の圧縮空気流が高温流路−を通過することによ
り第一段階として圧縮空気流が冷却される。同時にオゾ
ン分解用の被覆材−により圧縮空気流に含まれるオゾン
が分解、低減若しくは除去される。オゾン分解触媒の効
率は温度が高くなるに応じ高くなるので、最高温の圧縮
空気流を流通する予冷器即ち主熱交換器（至）内にオゾ
ン分解用の被覆材−が付与されることが好ましい。これ
により環境制御機構の主熱交換器が大型に形成されなく
とも、最少の重量増加、すなわちオゾン分解用被覆材自
体の重量のみが増加を伴うだけで、有効にオゾン分解が
達成できる。
本発明は各種設計変更が可能であることは当業者には明
らかであろう。すなわち本発明は図示の実施例に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含ま
れる設計変更を包有することは理解されよう。
らかであろう。すなわち本発明は図示の実施例に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含ま
れる設計変更を包有することは理解されよう。
（発明の効果）
上述の如き本発明の環境制御機構によれば、オゾンを有
効に除去し得ると共に、重量の増大、大型化、コスト高
等を招くことなく、制御効率を向上できる等の顕著な効
果を連成する。
効に除去し得ると共に、重量の増大、大型化、コスト高
等を招くことなく、制御効率を向上できる等の顕著な効
果を連成する。
本発明の実施態様を要約して以下に記載する。
（１） 夫々高温流路および低温流路を区画する熱交
換可能な複数の素子でなる高温側および低温側を有した
主熱交換器と、高温流路を区画する高温側の構成素子表
面に塗布され比較的高温の空気流内に含まれるオゾンを
効果的に分解するオゾン分解用の触媒被覆材とを備え、
主熱交換器では比較的高温の空気流が高温流路に流通さ
れ且比較的低温の流体流が低温流路に流通されてなる環
境制御機構。
換可能な複数の素子でなる高温側および低温側を有した
主熱交換器と、高温流路を区画する高温側の構成素子表
面に塗布され比較的高温の空気流内に含まれるオゾンを
効果的に分解するオゾン分解用の触媒被覆材とを備え、
主熱交換器では比較的高温の空気流が高温流路に流通さ
れ且比較的低温の流体流が低温流路に流通されてなる環
境制御機構。
（２） 主熱交換器がプレート素子およびフィン素子
でなり、直交流形である上記第１項記載の環境制御機構
。
でなり、直交流形である上記第１項記載の環境制御機構
。
（３１比較的高温の空気流を、オゾン分解用の触媒被覆
材が塗布された熱交換器の高温側の素子に通過させて比
較的高温の空気流に含まれるオゾンを分解しかつ空気流
を冷却する工程を包有してなる比較的高温の空気流を調
整し乗物の空間へ供給する方法。
材が塗布された熱交換器の高温側の素子に通過させて比
較的高温の空気流に含まれるオゾンを分解しかつ空気流
を冷却する工程を包有してなる比較的高温の空気流を調
整し乗物の空間へ供給する方法。
第１図は本発明による環境制御機構の簡略説明図、第２
図は同環境制御機構に使用される主熱交換器の部分斜視
図である。
図は同環境制御機構に使用される主熱交換器の部分斜視
図である。
Claims (6)
- （１）比較的高温の空気流を受容する導入流路と、夫々
高温流路および低温流路を区画する熱交換可能な複数の
構成素子でなり、高温側並びに低温側を有した主熱交換
器と、高温流路を区画する高温側の構成素子表面に塗布
され高温の空気流内に含まれるオゾンを分解するオゾン
分解用の触媒被覆材とを備え、主熱交換器において導入
流路からの比較的高温の空気流が高温流路に流通され且
比較的低温の冷却流体が低温流路を流通されてなる、比
較的高温の空気流を調整し乗物内の空間に供給する環境
制御機構。 - （２）主熱交換器の高温流路から放出される空気流を導
入する空気循環装置が具備されてなる特許請求の範囲第
１項記載の環境制御機構。 - （３）空気循環装置は空気流を圧縮するコンプレッサと
圧縮された空気流により駆動され空気流を膨張し冷却す
るタービンエキスパンダとを備え、タービンエキスパン
ダはコンプレッサを駆動するようにコンプレッサに連結
されてなる特許請求の範囲第２項記載の環境制御機構。 - （４）コンプレッサとタービンエキスパンダとの間に配
設され、空気流の圧縮により生じた熱を空気流から少な
くとも一部除去する第２の熱交換器が包有され、第２の
熱交換器は冷却流体を導入し空気流の熱を除去可能であ
る特許請求の範囲第３項記載の環境制御機構。 - （５）第２の熱交換器はプレート素子およびフィン素子
でなり、直交流形である特許請求の範囲第４項記載の環
境制御機構。 - （６）航空機の圧縮空気源から比較的高温の空気流を導
入する導入流路と、夫々高温流路および低温流路を区画
する熱交換可能な複数の構成素子でなり、高温側並びに
低温側を有した主熱交換器と、高温流路を区画する高温
側の構成素子表面に塗布され高温の空気流内に含まれる
オゾンを分解するオゾン分解用の触媒被覆材と、高温流
路から放出される空気流を流通させる第１の流路と、第
１の流路からの空気流と冷却流体流とを熱交換可能に設
けられ、第１の流路からの空気流を冷却する第２の熱交
換器と、第２の熱交換器から放出された空気流を流通さ
せる第２の流路と、第２の流路からの空気流を導入し圧
縮するコンプレッサと、コンプレッサから放出された圧
縮空気流を通過させる第３の流路と、第３の流路からの
空気流と冷却流体とを熱交換可能に設けられ圧縮空気流
の圧縮によって生じた熱を少なくとも一部除去する第３
の熱交換器と、第３の熱交換器から放出された空気流を
流通させる第４の流路と、第４の流路から導入した空気
流により駆動され空気流を膨張し冷却するタービンと、
タービンおよびコンプレッサを駆動可能に連結するシャ
フトと、タービンから航空機の客室へ空気流を流動させ
る出口流路と、第２の流路から出力流路へ延びる温度制
御流路と、温度制御流路を介し空気流の温度を制御する
温度制御弁とを備え、主熱交換器において導入流路から
の比較的高温の空気流が高温流路に流通され且比較的低
温の冷却流体が低温流路を流通されてなる、比較的高温
の空気流を調整し航空機の客室へ供給する流体調整機構
。
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