(57)【要約】  モジュール式航空機支援システム（１０）が開示される。１つの実施形態では、モジュール式システム（１０）は、移動式カート（１４）と、調和空気を航空機（１２）に提供するように構成された空調システム（２８）とを含む。また、本実施形態は、入力電力を、支援対象の航空機（１２）に入力し得る望ましい出力電力に変換するための移動式電力変換器（７２）を含む。カート（１４）は、交流１１５Ｖ、４００Ｈｚの電力変換器または直流２７０Ｖの電力変換器といった、複数の異なる交換可能な電力変換器（７２、７８）を受け入れるように構成されている。また、一部の実施形態では、ローカル発電機（５６）およびエンジン（５４）を含む多様な他の構成要素が移動式カート（１４）に結合されている。発電機（５６）は電力を空調システム（２８）および変換器（７２）に供給してもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール式システムであって、
移動式カートと、
前記移動式カート上に支持され、航空機に選択的に結合して調和空気を前記航空機に提供するように構成された空調システムと、
第１の入力電力を第１の出力電力に変換するためのモジュール式電力変換器であって、前記電力変換器が前記移動式カート上に支持されて前記航空機に選択的に結合されるように構成されており、前記電力変換器が、各々前記移動式カート上に交換可能に設置されるように構成された交流１１５Ｖ、４００Ｈｚの電力変換器と直流２７０Ｖの電力変換器との１つであるモジュール式電力変換器とを備えるシステム。
【請求項２】
前記システムが前記第１の入力電力を外部電源から受け取るように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムが前記第１の入力電力をローカル電源から受け取るように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ローカル電源が、前記カート上に支持されたディーゼルエンジンおよび発電機を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムがさらに、前記第１の入力電力を外部電源から受け取るように構成されており、前記システムが前記ローカルおよび外部電源の選択的切り換えを可能にする開閉器を備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記移動式カート上に支持されるように構成された追加の電力変換器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記追加の電力変換器が直流２８Ｖの電力変換器を備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
輸送手段のバッテリに電力を提供するように構成されたバッテリ充電器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムがさらに、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの電力を提供するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の入力電力が３相交流４６０Ｖの電力である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
モジュール式地上支援システムであって、
複数の構成要素を受け入れるように構成されたカートと、
前記カートに設置する用に構成された空調システムと、
少なくとも１つのモジュール式の交換可能な電力変換器であって、前記電力変換器が、第１の出力電力を生じるように構成された第１の変換器、または前記第１の出力電力と異なる第２の出力電力を生じるように構成された第２の変換器との何れかを含み、前記第１および第２の変換器が、互いのオプションとして、交換可能に設置できるシステム。
【請求項１２】
前記電力変換器が３相交流４６０Ｖの電力を受け取るように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電力変換器がさらに、前記カートから独立して動作するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電力変換器が、前記カートから取り外した時、前記電力変換器の移動を容易にする車輪を受け入れるように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記カートが構造フレームを備え、前記フレームが、前記カートからの構成要素の設置および取り外しを容易にするように構成されている取り外し式支持セグメントを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記フレームに結合するように構成された取り外し式屋根を備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記システムが外部電源から電力を受け取るように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記カート上に設置されたディーゼルエンジンおよび発電機を備え、前記発電機が前記電力変換器に結合して入力電力を前記電力変換器に提供するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１の出力電力が４００Ｈｚの電力である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第２の出力電力が直流２７０Ｖの電力である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
システムであって、
複数の構成要素を受け入れるように構成された地上支援カートであって、前記複数の構成要素が電力変換器を含み、前記電力変換器が、互いに交換可能な交流１１５Ｖ，４００Ｈｚの電力変換器または直流２７０Ｖの電力変換器の何れかである地上支援カートと、
前記カート上に設置され、調和空気を航空機に提供するように構成された空調装置と、
前記カート上に設置されているディーゼルエンジンと、
前記カート上に設置され、前記ディーゼルエンジンから機械的動力を受け取って前記電力変換器のための電力を生成するように構成された発電機とを備えるシステム。
【請求項２２】
前記発電機から入力される電力と外部電源から入力される電力との間の切り換えを可能にする開閉器を備える、請求項２１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、航空機用地上支援機器に関する。さらに詳しく言うと、本発明は、電力および調和空気を航空機に提供するためのモジュール式支援カートに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機産業では、とりわけ、電力および調和空気を航空機に提供する多様な地上支援機器が利用可能である。認識されるように、多くの航空機は、個々の航空機のエンジンを動力とする機上発電機を使用するなどして、自ら電力を発電することができる。しかし、燃料消費の観点から、航空機が一定期間引き続いて地上で静止する時は、該エンジンを停止できることが一般に望ましい。
【０００３】
こうした航空機の内部発電システムはエンジンの動作に依存しており、航空機が空港施設で元々利用可能な電力に直接接続できるように構成されることはまれであるため、航空機のエンジンを停止した時に航空機の構成要素およびシステムに電力を供給する電力変換器を含む外部地上電源ユニット（ＧＰＵ）またはカートが使用されることが多い。例えば、空港、格納庫、滑走路、または何らかの他の場所に駐機した航空機に、航空機のエンジンが停止している間に、通信システム、照明システム、航空電子装置、空調システム等を含むいくつかの航空システムの動作を助ける電力を提供するため、有利にもＧＰＵを使用してよい。さらに、ＧＰＵが提供する電力は、航空機が地上にあってエンジンが動作している間に提供される電力を補完するものであってもよい。さらに、航空機の環境制御システムに調和空気を提供して、航空機の操縦室、客室、貨物室、および構成要素の温度調節を可能にする、他の地上機器またはカートを利用してもよい。
【０００４】
しかし、当業者が認識するように、全ての航空機が同じ特性を有する電力を利用するように設計されているわけではない。例えば、航空機の中には交流電力を利用するものもあれば、直流電力を利用するものもある。さらに、たとえ２機の航空機が使用する電力が、例えば直流である同じ種類のものであるとしても、その２機の航空機が使用する電力が、互いに異なる電圧特性を有することもある。既存の地上電源ユニットはある特定の出力電力を生じるように構成されているので、現在は、遭遇し得る各航空機の電力規格に合わせた別個の地上電力ユニットまたはカートを有する必要がある。目下のところ、互いに異なる種類の電力を提供するように個別に設計した地上電力ユニットを設計、製作および運用する以外の選択肢は少ない。異なる機種の多数の航空機を支援する場合、通常異なる支援機器が必要であった。各電力規格のために個別のカートを購入、配備および保守することは非効率的であり、多様な航空機の支援に関連するコストを増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、異なる電力要求および規格を有し得る多様な航空機にカートが電力および調和空気を経済的かつ効率的に提供できるようにする、航空機用の改良型地上支援カートに対する必要が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、飛行機、ヘリコプタ、無人飛行機（ＵＡＶ）等といった航空機のための様々な地上支援システムを提供する。１つの実施形態では、支援カートはフレームに結合された空調システムおよび電力変換器を含む。電力変換器および空調システムは、それぞれ電力および空気を航空機に提供することができる。いくつかの実施形態では、電力変換器は外部電源から電力を受け取るように構成してもよい。しかし、他の実施形態では、モジュール式カートは、ローカルに入力電力を提供するエンジン−発電機の組み合わせを含んでもよい。特に、カートは、カート内の複数の電力変換器の互換性を促進するように構成される。例えば、ある特定の種類の電力を必要とする航空機に電力を提供する第１の電力変換器をモジュール式カート内に設置してもよい。しかし、異なる電力を必要とする他の機種の航空機の支援を容易にするため、第１の電力変換器を取り外し、異なる特性の出力電力を提供する第２の電力変換器に交換してもよい。様々な実施形態では、他の構成要素およびモジュールをモジュール式カートに追加してもよい。さらに、１つの実施形態では、入力電力をカートに設置した構成要素に提供するため、ローカル（すなわち移動式）および外部の電源間の選択を可能にする開閉器が提供される。
【０００７】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、全図を通じて同じ参符が同じ部品を示す添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読む時さらに良好に理解されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の１または複数の例示実施形態を説明する。こうした実施形態の簡潔な説明を提供すべく、本明細書では実際の実現の全ての特徴を説明することはしない。何らかのこうした実際の実現の開発においては、あらゆる工学または設計事業の場合と同様、システム関連および業務関連の制約といった、開発者固有の目標を達成するため、個々の実現固有の非常に多くの決定を行わなければならず、その決定は実現によって異なることがある。さらに、こうした開発上の努力は複雑で時間のかかることもあるが、それにもかかわらず、本開示の利益を受ける当業者にとって、設計、製造および量産のための通常の取り組みであることを認識すべきである。
【０００９】
ここで図面を参照すると、図１は、航空機１２のような輸送手段のためのモジュール式支援システム１０を例示する。提示される例示実施形態では、システム１０は、調和空気、電力等を航空機に提供することによって、航空機１２を支援することのできるカート１４を含む。例えば、調和空気は気流導管１６を通じてカート１４から航空機１２に提供してもよい。同様に、カート１４は、電力ケーブル１８を介して出力電力を航空機１２に提供してもよい。１つの実施形態では、電力は、入力電力ケーブル２０によって外部電源または送電網からカートに供給してもよい。しかし、以下詳細に説明するように、カート１４は、ケーブル２０から外部的に提供する代わり、またはそれに追加して電力を提供する内部電源を含んでもよい。
【００１０】
調和空気を航空機１２に提供するためのモジュール式支援カート１４の１つの実施形態を図２、３に提供する。支援カート１４は一般に、複数のモジュールまたはシステムを受け入れるように構成された構造フレーム２２を含む。例示実施形態では、モジュール式支援カート１４はまた、移動を容易にし他の形でもカートの機動性を増大する車輪２４および牽引棒２６を含む。しかし、他の実施形態では、カート１４は、トラックのような輸送手段のシャーシに設置するため、車輪なしで構成してもよい。いくつかの図面、示される代替構成では、カート内で支持された様々なモジュール式構成要素が見えるように、筐体またはカバーパネルが取り外されていることに注意されたい。しかし、一般には、一旦組立が完了すると、カートはこうした要素を囲い込み、使用中それらを保護し、それらへのアクセスを防止する堅牢な外被の形になる。当業者が認識するように、特に、以下説明するように、カートが内燃機関を動力とする発電設備を含む場合、アクセス防止パネル、通気口付き遮壁等がこの筐体の一部を形成してもよい。
【００１１】
上記で注意したように、フレーム２２は、空調システム２８を含む、いくつかのモジュールまたはシステムを受け入れるように構成されている。認識されるように、空調システム２８は多様な構成要素を受け入れるように構成されている。例えば、空調システム２８は、吸気フィルタまたは調整装置３０、送風機３２、１または複数のコンデンサコイル３４、１または複数のコンプレッサ３６、排出プレナム３８、下流のコイルまたは熱除去装置４０、ホース接続ポート４２、および制御盤４４を含んでもよい。さらに、一部の実施形態では、制御装置、回路遮断器、または他の回路といった、追加の空調システム構成要素を、カート１４上、または空間４６のようなカート１４内に提供してもよい。さらに、カート１４は、空調システム２８およびカート１４の他の構成要素に関連するホースおよびケーブルを受け入れ管理するための１または複数のホース収納要素４８を含んでもよい。
【００１２】
ここでは１つの特定の実施形態を例示しているが、図２に例示する空調システム２８の特定の構成は、単に明瞭化および例示の目的で提供しているに過ぎないことに注意されたい。空調システム２８の他の配置も、本出願で開示した技術に完全に準拠する形で利用可能であることが認識されるだろう。さらに、１つの実施形態では、空調システム２８は、図１で例示するようにケーブル２０を介して外部（すなわち、遠隔）電源または送電網から動作電力を受け取る。しかし、代替実施形態では、空調システム２８はそうする代わりにフレーム１４に結合したローカル電源から電力を受け取ってもよい。
【００１３】
例えば、図４に例示する実施形態では、カート１４は、発電機５６に結合した、ディーゼルエンジンのようなエンジン５４を含む。認識されるように、エンジン５４は、機械的動力を発電機５６の要素に提供するように運転してよい。一方、発電機は、エンジン５４から受け取った機械的動力を電力に変換し、その電力は空調システム２８を含むカート１４の様々な構成要素に供給してもよい。１つの実施形態では、発電機５６は、空調システム２８およびカート１４の他の構成要素に電力を供給するため、周波数６０Ｈｚの３相交流４６０Ｖの電力を生じる。いくつかの実施形態では、発電機５６は、標準家庭用電力を受け取るように構成された工具または装置の動作を容易にするため、周波数６０Ｈｚの交流１２０Ｖの電力を提供するように構成した降圧変圧器に電力を提供してもよい。もちろん、発電機は、望ましい場合、定格５０Ｈｚを含む、他の規格の出力を提供してもよい。発電機からの出力は通常、ケーブルによって、調整回路、保護回路（例えば、ヒューズ、回路遮断器）、および開閉器（例えば、接触器、断路器）に供給される。また、こうしたケーブルは電力を空調機器および他の構成要素に供給する。明瞭にするため、こうした要素は図示しない。様々な実施形態では、モジュール式支援カート１４は、エンジン５４を支援する様々な他のシステムおよび構成要素を含んでもよい。例えば、ここに例示する実施形態では、モジュール式カート１４はエンジン５４のターボチャージャのためのラジエータおよびインタークーラ５８、燃料入口ポート６２を介して提供された燃料を格納する燃料タンク６０、エンジン制御盤６４、および発電機５６のための端子箱６６を含む。さらに、カート１４は、カート１４の様々なホースまたはケーブルを収納するためのホースまたはケーブルのバスケット６８を含んでもよい。ここではいくつかの追加構成要素を説明しているが、これらの構成要素は例示の目的で図示および説明しているのであって、本技術はこれらの説明した構成要素に制限されないことが認識されるだろう。実際に、ここで開示した技術に係るモジュール式支援カートに他の構成要素を追加してもよい。
【００１４】
特に、図５、６に記載のように、モジュール式支援カート１４は、電力変換器７２のような電力変換器を受け入れるように構成されている。特に、電力変換器７２は制御盤７４を含み、ケーブル２０を介して外部からカート１４に転送される電力、または上記で説明したようにエンジン５４および発電機５６によって生成される電力といった入力電力を受け取り、入力電力を望ましい特性を有する出力電力に変換する。入力電力に関しては、エンジン５４および発電機５６を図６に例示しているが、図５に例示するもののような他の実施形態の場合は、外部電源からの入力電力のためのこうした構成要素を除外してもよい。一方、輸送手段の電子システムに電力を提供するため、電力変換器の出力電力を航空機１２のような輸送手段に転送してもよい。例えば、本実施形態では、電力変換器７２は、６０Ｈｚの周波数を有する３相交流４６０Ｖの電力を受け取って、この電力を、周波数４００Ｈｚの交流１１５Ｖの出力電力に変換するように構成されている。いくつかの航空機は、この交流１１５Ｖ、４００Ｈｚの電力を受け取って利用するように設計されていることが認識されるだろう。
【００１５】
しかし、他の航空機を含む他の輸送手段は、電力変換器７２が提供するものとは異なる特性を有する電力を利用する。この理由から、電力変換器７８のような他の電力変換器が望ましいこともある。１つの実施形態では、電力変換器７８は、制御盤８０を含んでおり、同様に３相交流４６０Ｖの電力を受け取って、この入力電力を、交流２７０Ｖの電力のような、変換器７２が生じるものとは異なる出力電力に変換するように構成されている。そして、この出力電力を、該電力を受け取るように構成された航空機１２に提供すればよい。
【００１６】
モジュール式支援カート１４、電力変換器７２、および電力変換器７８は有利にはモジュール方式で構成されている。すなわち、カート１４は、提供することが望ましい出力電力に応じて、変換器７２または変換器７８の何れかを受け入れるように構成されている。図５に例示するように、電力変換器７２は、矢印８４が示すように、カート１４から取り外すことができる。同様に、電力変換器７８は、矢印８６が示すように、カート１４上またはその内部の、変換器７２と同じ位置に設置することができる。カート１４のモジュール的性質によって、カートは、各電力変換器のために独立した支援カートを有する必要を回避しつつ、異なる電力の必要および要求を有する多様な航空機を支援することができる。
【００１７】
さらに、いくつかの実施形態では、電力変換器７２および７８はモジュール式カート１４から独立して動作するように構成してもよい。例えば、変換器７２および７８の一方または両方を支持棚８８の上に設置してもよい。一方、支持棚８８は、支援カート１４から取り外した時電力変換器７２および７８の移動を容易にする複数の車輪またはキャスタ９０を有するかまたはそれを受け入れるように構成してもよい。カート１４ならびに電力変換器７２および７８はモジュール式であるため、これらの変換器を支援カート１４から独立して使用することは容易である。例えば、電力変換器７２は支援カート１４から取り外して独立型システムとして使用してもよいので、カート１４に対する保守サービスの実行中といった、カート１４が利用できない時でも、変換器は電力を航空機に提供することができる。
【００１８】
図７に例示するように、モジュール式支援カート１４は、支援モジュール９２のような追加の構成要素またはモジュールを受け入れるように構成してもよい。本実施形態では、モジュール９２は、電力変換器７２および７８が提供するものとは異なる特性を有する出力電力を提供するための追加の電力変換器である。例えば、１つの実施形態では、電力変換器９２は直流２８Ｖの電力を出力するように構成されている。しかし、他の実施形態では、モジュール９２は、様々な航空機の動作用バッテリまたはスタータバッテリを充電するためのバッテリ充電器といった、異なる構成要素でもよい。また、モジュール式支援カート１４は、発電機５６のようなローカル電源と遠隔電源または送電網との両方から入力電力を受け入れるように構成されたモジュール式カート１４のために望ましい入力電源の選択を可能にする開閉器９６を含んでもよい。開閉器９６は空間４６内に配置してもよく、またカート１４上または内部の任意の場所に配置してよい。例えば、エンジンを運転させることが望ましくない格納庫または他の建物内でカートを動作させる場合にこうした開閉器が含まれるようにしてもよい。さらに、カート１４は、本技術に係る、保護回路、接触器等といった、他の構成要素を含んでもよい。
【００１９】
さらに、１つの実施形態によれば、支援カート１４は屋根支持要素９８および屋根１００を含む。モジュール式支援カート１４からの、空調システム２８ならびに電力変換器７２および７８の構成要素といった様々な構成要素の設置および取り外しを容易にするため、屋根支持要素９８はフレーム２２の残りの部分から容易に取り外せるように構成してもよい。さらに、様々な構成要素の設置および取り外しをさらに容易にする一方で様々な構成要素を保護するため、屋根１００は代替的には支持要素９８と結合および取り外しできるようにしてもよい。
【００２０】
本出願では本発明のいくつかの特徴のみを例示し説明したが、当業者には多くの修正および変更が想起されるだろう。したがって、添付の請求項が、本発明の真の精神の範囲内にあるものとしてこうした全ての修正および変更を対象とすることを意図していることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本技術に係る例示的なモジュール式地上支援カートに結合された航空機の透視図である。
【図２】本技術の１つの実施形態に係る、図１のモジュール式地上支援カートの透視図である。
【図３】図２で提供した支援カートの追加的特徴を例示する代替的な透視図である。
【図４】本技術の１つの実施形態に係るエンジンおよび発電機を含むモジュール式地上支援カートの透視図である。
【図５】本技術に係る、様々な電源変換器ユニットの、図２のモジュール式地上支援カートへの設置およびそこからの取り外しを例示する透視図である。
【図６】本技術の１つの実施形態に係るエンジンおよび発電機の包含を例示する、図５のモジュール式地上支援カートの透視図である。
【図７】本技術に係る図６の地上支援カートへの別のモジュールの追加を例示する。
【符号の説明】
【００２２】
１０    モジュール式支援システム
１２    航空機
１４    カート
１６    気流導管
１８    電力ケーブル
２０    入力電力ケーブル
２２    構造フレーム
２４    車輪
２６    牽引棒
２８    空調システム
３０    調整装置
３２    送風機
３４    コンデンサコイル
３６    コンプレッサ
３８    排出プレナム
４０    熱除去装置
４２    ホース接続ポート
４４    制御盤
４６    空間
４８    ホース収納要素
７２    移動式電力変換器
７８    電力変換器
５４    エンジン
５６    発電機
【図１】
2009516622.tif 000003
【図２】
2009516622.tif 000004
【図３】
2009516622.tif 000005
【図４】
2009516622.tif 000006
【図５】
2009516622.tif 000007
【図６】
2009516622.tif 000008
【図７】
2009516622.tif 000009
【国際調査報告】
2009516622.tif 000010
2009516622.tif 000011