(57)【要約】      （修正有）【課題】温度が氷点下である気体を流通させる配管内に設けられる逆止弁において、冷房能力を大きく低下させることなく、また、機構の複雑化を招くことなく、圧力損失の増大等を抑制可能な構成を実現する。【解決手段】気体を一定方向に流通させる主流路１ａを内部に形成するハウジング１と、その主流路１ａを開閉すべくハウジング１内に配設される弁機構２と、弁機構２の付近に高温気体を流入するための高温気体流路６ｘと、圧力室７ｂ、及び弁機構２の付近に設けられ主流路１ａの上流側に向かって開口し主流路１ａ内の気体を圧力室７ｂ内に導くポート７ａを有する着氷検知機構７と、前記圧力室７ｂ内の圧力と外部圧力との差圧を利用し、着氷検知機構７が着氷を検知した場合に高温気体流路６ｘから高温気体を導入可能な開放状態をとり他の場合に高温気体を遮断する遮断状態をとる制御弁８とを具備する構成を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を一定方向に流通させる主流路を内部に形成するハウジングと、その主流路を開閉すべくハウジング内に配設される弁機構と、弁機構の付近に高温気体を流入するための高温気体流路と、圧力室、及び弁機構の付近に設けられ主流路の上流側に向かって開口し主流路内の気体を圧力室内に導くポートを有する着氷検知機構と、前記圧力室内の圧力と外部圧力との差圧を利用し、着氷検知機構が着氷を検知した場合に高温気体流路から高温気体を導入可能な開放状態をとり他の場合に高温気体を遮断する遮断状態をとる制御弁とを具備することを特徴とする逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度が氷点下である気体を流通させる配管内に設けられる逆止弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、航空機用空調装置においては、高い除湿効率を達成することによって少ない供給空気流量で大きな冷却能力を得ることが可能な高圧除湿式エアサイクルシステムが広く使用されてきている。この高圧除湿式エアサイクルシステムにおいては、出口の温度がしばしば氷点下に達するので、高温のトリム空気や機内再循環空気と混合するミキシングチャンバを介して機内に供給するのに適切な温度に調節される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
一方、この高圧除湿式エアサイクルシステムの出口の相対湿度は１００％を超えることがあり、温度が氷点下となることから、前記温度調節部の上流の配管内において氷が生成されることがある。
【０００４】
ここで、前記配管内に機内からの空気の逆流を防止するための逆止弁を設けている場合において、配管内で生成された氷が逆止弁の弁体等に付着すると、圧力損失の増大、エアサイクルシステムの性能低下、機内に供給される空気量の不足といった問題が生じることがある。
【０００５】
この問題に対処するための手段として、従来は、逆止弁に高温空気を吹き付ける方法や、逆止弁を電気ヒータ等で加熱して氷を融解させる方法などが知られているが、これらの方法では、逆止弁を通過する空気もともに加熱されるので、冷却能力が低下するという別の問題が生じる。
【０００６】
上述した冷却能力の低下という問題を回避するには、氷の付着を検知するための差圧センサや差圧スイッチ等の着氷検知装置を別途設け、この着氷検知装置が氷の付着を検知した場合にのみ、高温空気を吹き付けるための配管に設けた弁を開放することや電気ヒータに電力を供給することを行うという方法が考えられるが、このように着氷検知装置を別途設けると機構が複雑なものとなり、また重量が増大するというさらに別の問題が生じる。
【０００７】
以上の問題は、空調装置において、氷点下かつ相対湿度が１００％を超える気体が流通する配管内の逆止弁全般に共通に生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−９０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上の点に着目し、冷房能力を大きく低下させることなく、また、機構の複雑化を招くことなく、圧力損失の増大等を抑制するという課題を解決することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係る逆止弁は、気体を一定方向に流通させる主流路を内部に形成するハウジングと、その主流路を開閉すべくハウジング内に配設される弁機構と、弁機構の付近に高温気体を流入するための高温気体流路と、圧力室及び弁機構の付近に設けられ主流路の上流側に向かって開口し主流路内の気体を圧力室内に導くポートとを有する着氷検知機構と、前記圧力室内の圧力と外部圧力との差圧を利用し、着氷検知機構が着氷を検知した場合に高温気体流路から高温気体を導入可能な開放状態をとり、他の場合に高温気体を遮断する遮断状態をとる制御弁とを具備することを特徴とする。
【００１１】
このような構成であれば、弁体付近に着氷した場合にのみ制御弁制御機構が作動することにより制御弁が開放状態となり氷を融解させるべく高温気体が弁機構の付近に導入され、他の場合には制御弁が遮断状態となり高温気体は主流路の弁機構の付近に導入されない。従って、簡単な機構により、冷房能力を大きく低下させることなく圧力損失の増大等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の逆止弁の構成によれば、冷房能力を大きく低下させることなく、機構の複雑化を招くことなく、圧力損失の増大等を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る逆止弁を概略的に示す図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係る逆止弁は、主に高圧除湿式エアサイクルシステムを使用した航空機用空調装置の出口に設けられる。
【００１６】
この逆止弁は、図１及び図２に示すように、気体を一定方向すなわち図１の矢印Ｘ方向に流通させる主流路１ａを内部に形成するハウジング１と、その主流路１ａを開閉すべくハウジング１内に配設される弁機構２と、弁機構２の付近に高温気体を流入するための高温気体流路６ｘと、圧力室７ｂ、及び弁機構２の付近に設けられ主流路１ａの上流側に向かって開口し主流路１ａ内の気体を圧力室７ｂ内に導くポート７ａを有する着氷検知機構７と、前記圧力室７ｂ内の圧力と外部圧力との差圧を利用し、着氷検知機構７が着氷を検知した場合に高温気体流路６から高温気体を導入可能な開放状態をとり他の場合に高温気体を遮断する遮断状態をとる制御弁８とを具備する。
【００１７】
より具体的には、ハウジング１は、図１に示すように、航空機用空調装置から客室等の与圧室へ空気を供給する給気ライン中に設けられる。
【００１８】
弁機構２は、図１及び図２に示すように、ハウジング１内に設けられた軸４を中心に、給気ラインの上流側と下流側とを連通する開放位置Ｏと、前記ハウジング及び支柱に当接する給気ラインの上流側と下流側とを遮蔽する遮蔽位置Ｓとの間を回動可能に設けられる弁体３と、その一部をハウジング１内に収納しており、遮蔽位置Ｓに位置する前記弁体３と当接する弁座たる支柱５とを具備する。ここで、前記弁体３は、前記ハウジング１及び支柱５から離間させて設けている。ここで、弁体３は図示しないねじりコイルばねにより遮蔽位置Ｓ側に向けて付勢されており、上流から下流へ向かう気体の流れに由来する圧力を受けた場合に、付勢力に抗して開放位置Ｏに向けて移動する。
【００１９】
支柱５の内部には、前記着氷検知機構７を設けている。この着氷検知機構７は、上述したように、また、図１及び図２に示すように、圧力室７ｂと、主流路１ａの上流側に向かって開口し主流路１ａ内の気体を圧力室７ｂ内に導くポート７ａとを有する。前記圧力室７ｂは、前記高温気体流路６ｘ、弁体２に高温気体を導入するための第１の高温気体供給路６ａ、及びポート７ａ付近に高温気体を導入するための第２の高温気体供給路６ｂとも連通している。
【００２０】
前記制御弁８は、図１に示すように、前記圧力室７ｂ内に設けられ、高温気体流路６ｘから高温気体を導入可能な状態すなわち前記高温気体流路６ｘと前記第１及び第２の高温気体供給路６ａ、６ｂとを連通させる開放状態と、高温気体を遮断する状態すなわち前記高温気体流路６ｘと前記第１及び第２の高温気体供給路６ａ、６ｂとの間を遮断する遮断状態との間で切り替え可能である。より具体的には、この制御弁８は、前記ポート７ａ側に設けられる第１のスライド９１、この第１のスライド９１からポート７ａと反対側に離間して設けられ第１及び第２の高温気体供給路６ａ、６ｂを閉塞する遮断位置ＳＳと第１及び第２の高温気体供給路６ａ、６ｂを開放する開放位置ＯＯとの間で移動可能な第２のスライド９２、及びこの第２のスライド９２からポート７ａと反対側に離間して設けられる第３のスライド９３とを一体に有する弁体たるスプール９を、圧力室７ｂ内を摺動可能に形成してなるスプール弁である。前記第１のスライド９１には、ポート７ａ側と反対側とを連通する連通路９１ａが設けられている。そして、スプール９は、圧縮コイルばねＳＰにより、ポート７ａ側すなわち第２のスライド９２が開放位置ＯＯとなる側に向けて付勢されている。なお、圧力室７ｂ内には、第２のスライド９２が開放位置ＯＯとなる位置を越えてスプール９が移動することを規制すべく、内壁から内側に向けて複数本のスプール支持突起７ｂ１を設けている。なお、前記図１においては、第２のスライド９２が遮断位置ＳＳをとる状態を想像線に示しているとともに、第２のスライド９２が開放位置ＯＯをとる状態を実線に示している。
【００２１】
具体的には、弁体３及び支柱４に着氷しておらず、主流路１ａ内に空気の流れが存在している場合には、主流路１ａ内からポート７ａを経て圧力室７ｂ内にこの空気の流れが導入される。このとき、この空気の流れに由来する総圧は周囲の圧力と比較して大きくなり、スプール９がこの総圧に由来して受ける力が圧縮コイルばねＳＰのバネ力を上回る。従って、スプール９は前記バネ力に抗してポート７ａから離間する方向に移動し、第２のスライド９２は遮断位置ＳＳをとる。このとき、高温空気供給路６ｘと主流路１ａとの間は遮断され、高温空気は主流路１ａ内に導入されない。
【００２２】
一方、弁体３及び支柱４に着氷すると、氷によりポート７ａが閉塞されるので、主流路１ａの空気の流れは圧力室７ｂ内に導入されなくなる。このとき、圧力室７ｂ内の圧力は周囲の圧力と等しくなり、スプール９は圧縮コイルばねＳＰのバネ力を受けてポート７ａ側に移動する。そして、スプール９はスプール支持突起７ｂ１に衝き当たる。すると、第２のスライド９２は開放位置ＯＯをとり、高温空気供給路６ｘと第１及び第２の高温気体供給路６ａ、６ｂとの間が連通する。これを受けて、着氷した氷を融解すべく高温空気がハウジング１内の弁体３及びポート７ａに向けて噴射される。
【００２３】
そして、主流路１ａ内に空気の流れが存在している状態でポート７ａに付着した氷が融解すると、主流路１ａ内からポート７ａを経て再び圧力室７ｂ内にこの空気の流れが導入されるので、第２のスライド９２が遮断位置ＳＳをとる位置までスプール９が圧縮コイルばねＳＰのバネ力に抗して移動し、高温空気供給路６ｘと主流路１ａとの間が再び遮断される。
【００２４】
また、主流路１ａ内に空気の流れが存在していない状態では、高温空気供給路６ｘ内に高温空気が導入されないので、高温空気が主流路１ａ内に達することはない。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る逆止弁の構成によれば、主流路１ａ内に空気の流れが存在している状態でポート７ａに着氷した際にのみ、スプール９が圧縮コイルばねＳＰからのバネ力のみを受ける状態となって第２のスライドが開放位置ＯＯをとり、高温空気供給路６ｘと第１及び第２の高温気体供給路６ａ、６ｂとの間が連通し、氷を融解させるべく弁体３及びポート７ａに向けて高温空気が供給される。一方、主流路１ａ内に空気の流れが存在し、ポート７ａに着氷していない場合には、主流路１ａ内の空気の流れがポート７ａを経て圧力室７ｂ内に導入され、スプール９が受ける総圧が圧縮コイルばねＳＰから受けるバネ力を上回ることによりスプール９がポート７ａから離間する方向に移動して第２のスライド９２が遮断位置ＳＳをとり、高温空気供給路６ｘと第１及び第２の高温気体供給路６ａ、６ｂとの間が遮断される。すなわち、着氷検知機構が着氷を検知していない場合には、高温空気供給路６ｘと主流路１ａとの間は遮断される。従って、冷房能力を大きく低下させることなく、弁体３及び支柱４への氷の付着に伴う圧力損失の増大等の不具合の発生を抑制することができる。
【００２６】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００２７】
例えば、エアサイクルシステム内に設けられ、氷点下の気体が流通することがあるバイパス通路中に設けられる逆止弁に、本発明の構成を採用してもよい。
【００２８】
また、圧縮コイルばねを設ける代わりに、例えばポートに氷が付着した場合には弁体が自重により鉛直下方に移動し高温空気流路からの高温空気を弁機構近傍に供給するようにするとともに、その他の場合にはポートを介して圧力室に供給される空気の流れにより弁体を押し上げて高温空気流路からの高温空気を遮断する態様を採用してもよい。この場合、弁体の上端を紐等の落下防止手段により弁座等に接続し、弁体が自重により鉛直下方に移動する場合に紐により弁体を所定の下端位置に保持するようにするとよい。
【００２９】
加えて、弁機構内又は弁機構内の近傍であれば、弁座たる支柱に限らず、他の箇所に着氷検知機構及び制御弁を設けるようにしてもよい。
【００３０】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…ハウジング
１ａ…主流路
２…弁機構
６…高温気体流路
７…着氷検知機構
７ａ…ポート
７ｂ…圧力室
８…制御弁
【図１】
2011256975.tif 000003
【図２】
2011256975.tif 000004